一億年的長眠

采訪｜撰文｜金希 資料整理｜沈婷婷

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一億年的長眠

采訪｜撰文｜金希 資料整理｜沈婷婷

初 醒

大塔穆火山一覺醒來，發(fā)現(xiàn)自己已經(jīng)成為了“網(wǎng)紅小鮮肉”。原來，自己被人類發(fā)現(xiàn)了！他伸伸懶腰，想發(fā)出些聲音，但卻沒有成功。他的嘴——曾經(jīng)活躍地噴發(fā)了上百萬年火山口已經(jīng)被漫漫的時(shí)間長河冷卻，被厚厚的泥沙和巖石堵住了。大塔穆火山苦笑著想：自己大概成為了傳說中的死火山了。

大塔穆屏氣凝神，感受著地球上的一切氣息。地球經(jīng)過了1億多年的變遷，早已經(jīng)不是侏羅紀(jì)晚期它年輕時(shí)的樣子了。地球上還出現(xiàn)了——人類。人類很聰明，不但在2013年（人類的計(jì)時(shí)方法）發(fā)現(xiàn)了睡覺的他，還在不久前由中國科學(xué)院南海海洋研究所張錦昌博士領(lǐng)導(dǎo)的中美合作科研團(tuán)隊(duì)揭示了他的深部結(jié)構(gòu)。大塔穆這個(gè)名字，源自于張錦昌博士的母?！绹轮蒉r(nóng)工大學(xué)（Texas A&M University）的縮寫。大塔穆火山有點(diǎn)興奮，自己居然也有了名字，還——挺好聽的。

張錦昌博士簡介

張錦昌，本科畢業(yè)于中國海洋大學(xué)，獲中國海洋大學(xué)碩士，Texas A&M University博士，現(xiàn)任中國科學(xué)院南海海洋研究所助理研究員。他致力于海洋地質(zhì)與地球物理領(lǐng)域?qū)W習(xí)和工作14年，其中包括領(lǐng)導(dǎo)和參與出?？茖W(xué)調(diào)查航次6次，海上作業(yè)時(shí)間超過200天。掌握多種國際前沿的探測(cè)技術(shù)，包括多道地震、多波束等，同時(shí)結(jié)合海底地震儀、海洋地磁、重力等測(cè)量，研究大洋地殼結(jié)構(gòu)與巖石圈構(gòu)造、海底火山與海底高原形成機(jī)制等。研究成果與國際科學(xué)家合作在《Nature Geoscience》、《GSA Special Papers》、《Earth andPlanetary Science Letters》等國際頂尖學(xué)術(shù)論著上發(fā)表，其中“大塔穆火山是地球上最大的火山”的突破性發(fā)現(xiàn)，對(duì)推動(dòng)整個(gè)地球科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展有著重大意義，同時(shí)引起了各界的廣泛關(guān)注，被《Nature》雜志評(píng)為當(dāng)年度十大科學(xué)新聞。

最近7年致力于西太平洋大塔穆火山的科研工作。針對(duì)大塔穆火山的形成機(jī)制和演化過程獲得以下研究成果：第一，利用多道地震數(shù)據(jù)對(duì)基底以下地殼結(jié)構(gòu)的成像與應(yīng)用研究，成功獲得了區(qū)內(nèi)基底以下的上地殼和莫霍面的反射結(jié)構(gòu)信息，從而大大地提高了對(duì)大塔穆火山地殼構(gòu)造上的認(rèn)識(shí)；第二，利用高分辨率多波束數(shù)據(jù)改善了大塔穆火山的測(cè)深圖，獲得了很多之前未發(fā)現(xiàn)的地形地貌特征，加深了對(duì)大塔穆火山海底形態(tài)上的理解；第三，結(jié)合國際大洋鉆探計(jì)劃取得的巖芯結(jié)果和區(qū)內(nèi)磁異常條帶的分析，對(duì)大塔穆火山的形成與演化進(jìn)行了綜合地質(zhì)與地球物理研究以及三維地球動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬。

改 變

大塔穆火山地理位置圖

大塔穆火山的立體地形圖

大塔穆環(huán)顧著周圍的環(huán)境，結(jié)合著最新接收到的世界的信息，逐漸弄明白了自己的位置：他現(xiàn)在處于地球上第三大海底高原沙茨基隆起（Shatsky Rise）中最大的山峰，位于西北太平洋，距離日本東京以東約1600千米。

他看著自己的身軀，有些失落，因?yàn)樗赡軟]辦法完成年輕時(shí)的夢(mèng)想——長個(gè)子。它年輕的時(shí)候，視火星上的奧林帕斯山為偶像——它能夠長到22000米高！現(xiàn)在的大塔穆，也只有4000米高而已，還不及奧林帕斯山哥哥的五分之一。

“大塔穆哥哥，你好??！天哪，你真大！”一個(gè)細(xì)嫩的聲音傳了過來。大塔穆扭頭一看，原來是夏威夷的冒納羅亞火山。

“我不太好，我好像連你的個(gè)子都比不了呢，”大塔穆火山落寞地說道，“你這個(gè)小姑娘，比我還高出一點(diǎn)兒，大概得有4200多米吧！”

“哥哥雖然不高，但是你好大啊，我第一眼看到你，羨慕得不得了呢！”冒納羅亞火山笑道。

“嗯？”大塔穆又重新看了看自己，驚喜地發(fā)現(xiàn)自己已經(jīng)占據(jù)了海底30多萬平方千米的面積。吼吼！他飛速計(jì)算了一下，自己絕對(duì)是地球上，不，人類大概在整個(gè)太陽系都沒有發(fā)現(xiàn)比他面積和寬度還大的火山呢！似乎有些火山群的面積比他大一點(diǎn)兒，不過，他覺得很自豪——因?yàn)樗菃误w火山！整個(gè)太陽系，若是按照單體火山來排號(hào)，他從面積和寬度上來說，絕對(duì)是“太陽系之最”！

大塔穆火山一下子就高興了起來。不過冒納羅亞火山的一個(gè)問題又把它問住了：“大塔穆哥哥，你是怎么長得這么大的？你不是得了‘肥胖癥’吧？”

他自己對(duì)自己的身體也感到很好奇，按理說，他這么大的身軀，應(yīng)該是一個(gè)火山群，怎么能是一座只有一個(gè)火山口的單體火山呢？大塔穆陷入了沉思。

解 惑

“小妹妹，你的問題問得非常好?。　币粋€(gè)聲音傳了過來。

“咦，這不是張錦昌博士嗎？快來給我們講講，大塔穆哥哥怎么能長得這么大、這么胖的？還有，別叫我小妹妹！我在火山里雖然年輕，但也比你年長好幾十萬年呢！”冒納羅亞火山假裝生氣地說。

“哈哈，好好好，不叫你小妹妹，我們先來研究研究大塔穆為什么這么‘胖’吧！”

“據(jù)我們研究，大塔穆在年輕的時(shí)候，并不在現(xiàn)在這個(gè)位置，現(xiàn)今的位置是經(jīng)過1億多年地球表面演化后的結(jié)果，不代表是火山噴發(fā)當(dāng)時(shí)的位置。通過對(duì)大洋鉆探巖芯的古地磁緯度分析，我們發(fā)現(xiàn)大塔穆火山出生于赤道附近，經(jīng)過漫長的板塊運(yùn)動(dòng)和板塊漂移才到了現(xiàn)今的高緯度位置?！?/p>

“大塔穆火山在年輕的時(shí)候可是一個(gè)‘暴脾氣’哦。他從噴發(fā)到結(jié)束，僅僅用了幾百萬年的時(shí)間，在地質(zhì)學(xué)里，幾百萬年可是一個(gè)很短的時(shí)間呢。在這么短的時(shí)間內(nèi)形成，說明他噴發(fā)得很快，他的巖漿會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)不斷地涌出，驚人的巖漿數(shù)量也是大塔穆能形成如此龐大身軀的第一個(gè)原因?！?/p>

“然而，巖漿規(guī)模大并不是形成大塔穆火山的唯一原因。我們知道，巖漿在噴發(fā)出之后，不管遇到空氣還是海水，都會(huì)很快冷卻。這和我們?nèi)祟愂軅餮悬c(diǎn)相似。如果傷口流出的血速度不夠快，傷口就會(huì)結(jié)痂，把傷口堵住，血就止住了?；鹕絿姲l(fā)也是一樣，如果噴發(fā)得速度不夠快，火山口就有可能被冷卻的巖漿堵住，火山的規(guī)模也就不會(huì)很大了。所以‘流速快’也是大塔穆火山規(guī)模龐大的原因之一?！?/p>

大塔穆火山和冒納羅亞火山聽得入了神，都在等著張博士繼續(xù)說下去，“不過，為什么大塔穆哥哥沒有長得很高，卻很胖呢？”冒納羅亞火山好奇地問道。

“嗯，問得好啊。第三個(gè)很關(guān)鍵的原因就是：大塔穆火山噴發(fā)出的巖漿，在向四周擴(kuò)散，而不是在火山口附近堆積。這不但需要巖漿噴發(fā)的速度很快，還需要使巖漿有很強(qiáng)的流動(dòng)性。這就產(chǎn)生了另外一個(gè)問題了，大塔穆噴發(fā)的時(shí)候，什么樣的地理環(huán)境讓它的熔巖能具有很高的流動(dòng)性呢？大塔穆，你還記得你當(dāng)時(shí)噴發(fā)周圍的環(huán)境么？”張博士冷不丁問了大塔穆一個(gè)問題。

“被你這么一問……我還真想不起來我當(dāng)時(shí)在哪兒了。”大塔穆?lián)蠐项^，想了半天也沒想起來。

“據(jù)我們的研究，通過分析大塔穆火山的沉積環(huán)境和表層結(jié)構(gòu)，表明了大塔穆火山的噴發(fā)也許無限接近海平面，但還是沒有出露海水面。也就是說，大塔穆火山一直在海平面以下完成了整個(gè)噴發(fā)過程，海水和噴發(fā)出來的巖漿混在一起使得熔巖流動(dòng)起來更快。這個(gè)推論也很好地解釋了大塔穆的熔巖為什么具有較強(qiáng)的流動(dòng)性?！?/p>

大塔穆點(diǎn)點(diǎn)頭，似乎慢慢回憶起了年輕的自己。

“最后一個(gè)原因，就是板塊的配合。好比人的傷口需要不斷被撕扯，血才能不停地流一樣。海底火山形成的原因，主要有兩種機(jī)制。第一種機(jī)制是形成于海底擴(kuò)張過程中的海洋板塊分裂中心，在板塊拉張作用下淺部地幔物質(zhì)減壓熔融形成巖漿噴發(fā)到海底表面，形成隆起構(gòu)造，稱為大洋中脊；第二種機(jī)制是深部地幔物質(zhì)由于物理、化學(xué)等性質(zhì)差異導(dǎo)致上涌，從而刺穿上覆海洋板塊，噴發(fā)到海底表面，稱為熱點(diǎn)?！?/p>

“而據(jù)我們研究，大塔穆火山罕見地被這兩種機(jī)制共同影響著——既形成于大洋中脊的位置，又受到地幔深部熱點(diǎn)的影響。這種事情發(fā)生的幾率，可能還不到1‰。所以這可能也是大塔穆火山規(guī)模如此龐大的重要原因?！?/p>

“好了，我已經(jīng)大概把大塔穆‘大且胖’的原因說清楚了，你們還有什么疑問嗎？”張博士的聲音有些疲憊，可能是因?yàn)樗罱鼡湓诘刭|(zhì)研究上太久的緣故。

“沒有啦，聽您這么一說，我們已經(jīng)很清楚了！”冒納羅亞火山開心地說道。