深藏在海底的火山

地球上最大的火山不久前才被發(fā)現(xiàn)。它藏在太平洋西北部的深海底部，距離日本東部1600千米。1.4萬年前，它就坐在這里了?？茖W(xué)家早就知道達(dá)姆火山的存在，但是直到2013年秋，人們才知道這座火山到底有多大。其面積完全可與火星上太陽系最大的火山——奧林匹斯山——相媲

美。奧林匹斯山高26.4千米，山頂形成了巨大的凹陷，環(huán)形區(qū)內(nèi)直徑約600千米，熔巖就從這里噴出來。奧林匹斯山是一座早就停息的死火山，在它的斜坡上到處可見凝固的巖漿。不難想象當(dāng)時(shí)這座巨大的火山噴發(fā)規(guī)模有多大，其火山口凹陷的地方容得下一座像莫斯科這么大的城市。

1.45萬年前，位于海底薩齊科果臺原的達(dá)姆火山最后定型，其面積比日本還大。許多地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，類似薩齊科果臺原這樣的高原是海洋廣闊的多平原地帶，明顯突起在環(huán)形地之上，它們是由一系列強(qiáng)大的火山噴發(fā)之后在陷口周圍流動(dòng)的熔巖構(gòu)成的。

早先，科學(xué)家認(rèn)為達(dá)姆火山只是一連串火山組成的群山，這些火山輪番將巖漿噴出，數(shù)百萬年后，大量的凝結(jié)物將它們緊緊“焊接”在一起。但是，2009年地質(zhì)學(xué)家在對達(dá)姆火山周圍的海洋地層鉆探中挖掘出了沉積層的樣品。經(jīng)過對樣品的研究，地質(zhì)學(xué)家發(fā)現(xiàn)它們?nèi)縼碜砸粋€(gè)源頭——一個(gè)位于山體中央的火山口。地質(zhì)勘查的結(jié)果同樣指出，整座火山是由一整塊巖漿發(fā)生地孕育而成的。它是一座獨(dú)立的火山。它不僅是地球火山面積之最，也是太陽系第二大火山。

達(dá)姆火山發(fā)育神奇，讓科學(xué)家為之一驚，它活躍了500萬年才熄滅。在這段時(shí)間里，它噴發(fā)出不計(jì)其數(shù)的熔巖，每次噴發(fā)都明顯擴(kuò)大了自己的面積。

今日，達(dá)姆火山有650千米長，450千米寬，總面積為31萬平方千米。之前被認(rèn)定為地球最大活火山的夏威夷莫納羅亞火山只有5000平方千米。

海洋里可能還有比達(dá)姆火山更大的火山存在。研究人員很早就注意到位于太平洋所羅門群島以北的海底翁通爪哇高原，它是世界上最大的海底玄武巖臺地，面積約200萬平方千米，厚度達(dá)30千米。它形成于約1.2億年前，被認(rèn)為是由眾多火山定期噴發(fā)出的熔巖堆積而成的。這里是否還有更大的不為人知的火山存在呢？

莫諾瓦伊火山、武艾斯特-瑪達(dá)火山和瑪卡武列伊火山是海底依然活躍的活火山，因此倍受科學(xué)家的關(guān)注。

這幾座特別的海底活火山有些“異國情調(diào)”。根據(jù)專家估計(jì)，地球上85%的火山噴發(fā)都發(fā)生在水下。太平洋底部分布著幾千座活火山。但是，它們噴發(fā)通常不為我們所知，有時(shí)還能逃過火山科學(xué)家的眼睛?？茖W(xué)家就連這些噴發(fā)的火山坐落在哪里也弄不清。達(dá)姆火山還是前幾年才確認(rèn)的。而無數(shù)難以覺察到的小火山——它們間或噴發(fā)的巖漿還在海底流動(dòng)，就更難被發(fā)現(xiàn)了！

之前，科學(xué)家認(rèn)為，這些火山被巨大的海水壓力擠壓，再加上自身的重量，經(jīng)常直接被擠到海底。當(dāng)難以承受這些壓力時(shí)，熔巖不得不從火山口冒出。但是，科學(xué)家越是認(rèn)真研究水下火山，就越是相信，這些研究對象遠(yuǎn)比自己想象的活躍和不可預(yù)測。

水下的火山經(jīng)常出現(xiàn)異常強(qiáng)烈的活動(dòng)。比如坐落在新西蘭和湯加群島之間的莫諾瓦依海底火山頻繁噴發(fā)，就像意大利的埃特納火山——?dú)W洲最活躍的火山。2011年5月至6月間，這座海底火山在兩周時(shí)間里長高了72米！其頂部筑成了新的標(biāo)準(zhǔn)圓形的火山錐體。這是科學(xué)家目前所知的成長最快的水下火山，這種變化比地面火山快得多。雖然這座火山處在不大深的海底——火山口離

海平面僅有130米，而且噴發(fā)持續(xù)了近半個(gè)月，科學(xué)家也沒辦法目睹。

第一次，也是目前唯一一次，研究人員利用水下機(jī)器人拍攝水下火山噴發(fā)的情景，是在2009年。當(dāng)時(shí)，太平洋西南部位于斐濟(jì)和薩摩亞群島之間深1千米處的武艾斯特-瑪達(dá)火山發(fā)生噴發(fā)。機(jī)器人在離它幾米遠(yuǎn)的地方拍攝到熾熱的云狀氣體和巖漿。

水下火山活動(dòng)的場面是陸地?zé)o法看到的。2013年， 科學(xué)家觀察到瑪卡武列伊火山活動(dòng)的情景，該火山位于新西蘭以北1000千米的克馬德克群島附近，其噴發(fā)出的火山灰與我們所知的任何一座火山都不同。

通過對火山物質(zhì)的檢測，可以了解到海底火山噴發(fā)的情況。如果熔巖形成的巖石密度小，巖體就有很多氣孔，那么火山噴發(fā)就是爆炸式的，比如公元79年著名的維蘇威火山噴發(fā)形成的泡沫巖。如果巖石的密度大，那么火山噴發(fā)就很平靜，從火山口出來的熔巖流動(dòng)很緩慢。這種火山噴發(fā)形式可以在夏威夷群島看到，熾熱的熔巖流動(dòng)就像水位高的河水一樣，顯得很壯觀。早先，科學(xué)家認(rèn)為這種形式是水下火山的典型案例。但是，新西蘭科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在瑪卡武列伊火山周圍半徑25千米內(nèi)，交替出現(xiàn)不同的巖石，有的密度大，有的密度小。

這里觀察到的火山噴發(fā)的情形，與已知的兩種火山噴發(fā)形式類似。緩慢流動(dòng)式的火山噴出的熔巖流動(dòng)速度要比爆炸式的火山噴發(fā)緩慢得多，但是在同一時(shí)間內(nèi)流出的熔巖量卻比后者多得多。爆炸式火山噴發(fā)時(shí)，熔巖中還有大量氣體，所以它們不會(huì)立刻沉到海底，而是漂浮在水中。洋流將它們從火山口帶到了遠(yuǎn)處。隨著海水慢慢滲入熔巖，它們最終變重、冷卻、破裂，成片降落下來，像地毯一樣鋪滿海底。

加科爾山脊（又稱南森海嶺、北冰洋中脊）是一座位于北冰洋海底的山脈，因由蘇聯(lián)探險(xiǎn)家雅可夫·加科爾發(fā)現(xiàn)而得名。

加科爾山脊也承受著巨大的海水壓力，會(huì)在地殼較薄的地方噴發(fā)。21世紀(jì)初，科學(xué)家在對北冰洋戈克肯里山脈進(jìn)行考察時(shí)，在北緯85°和東經(jīng)85°地區(qū)大約4000米深處，找到了疑似1999年發(fā)生的自然災(zāi)變的標(biāo)志物。在這里，厚達(dá)10厘米的火山灰覆蓋了10平方千米的海底?；鹕交依锖鋷r玻璃微粒。這些從水下火山口噴出的氣泡膜由微粒構(gòu)成，氣泡破裂后，殘片下沉到海底。

由于在3000多米深的海底，當(dāng)海水與燒紅的熔巖相遇時(shí)，水壓大到熾熱的海水不能轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，所以許多專家最初并不相信4000米深的海底能出現(xiàn)這樣的情景。這樣的地方不會(huì)出現(xiàn)水蒸氣。那這些火山灰中的氣泡膜是否可能來自巖漿中的氣體（主要是碳酸氣體）？這一解釋還是很勉強(qiáng)。一些學(xué)者猜測，這些火山灰可能是其他地方的火山噴發(fā)之后被海水帶到這里的。

海底火山頻繁噴發(fā)，但并不強(qiáng)烈，因此長久不為人知。目前我們只能觀察到海底幾百米深處的火山噴發(fā)，而幾千米深處的火山就很難被發(fā)現(xiàn)，更難對它們噴發(fā)出的熔巖樣品進(jìn)行測定和分析?？茖W(xué)家還不知道分布在海底的活火山有多少，它們的活躍性是如何變化的。

火山的噴發(fā)生成了新的海洋地殼——所有海底的新的部分?？茖W(xué)家估計(jì)，每年從地球內(nèi)部流向地表的巖漿中，留在海洋中的就占3/4。時(shí)至今日，研究水下火山依然困難重重。我們僅僅揭開了海底火山世界的“冰山一角”。它充滿了種種謎團(tuán)，急待我們?nèi)テ平?。endprint