神話與科學(xué)的奇妙碰撞

不知道同學(xué)們對(duì)動(dòng)畫電影《哪吒之魔童鬧?！罚ㄒ韵潞?jiǎn)稱《哪吒2》）中描繪的妖族被鎮(zhèn)壓在“海底煉獄”中的場(chǎng)景是否還有印象？當(dāng)高溫巖漿肆意翻涌，虛空裂口開(kāi)啟時(shí)，巖漿倒灌人間，深海魷魚(yú)被烤得“焦香四溢”禁錮在其中的妖族在痛苦中掙扎，有的被鎖鏈緊緊束縛，有的被強(qiáng)大的法術(shù)壓制，發(fā)出陣陣嘶吼。

“海底煉獄”的設(shè)定是有現(xiàn)實(shí)根據(jù)的，暗合了地球科學(xué)的兩大命題：一是地球動(dòng)力學(xué)，板塊運(yùn)動(dòng)是海底火山形成的主要驅(qū)動(dòng)力，維持著地球的活力；二是生命起源，深海熱液生態(tài)系統(tǒng)為生命的誕生和繁衍提供了可能

現(xiàn)實(shí)中的“海底煉獄”雖無(wú)妖族，但隱藏了許多未解之謎：海底火山巖漿真的存在嗎？海底火山是否孕育了最初的生命？熱液生物如何進(jìn)化？我們?cè)谙乱淮纹穱L烤魷魚(yú)時(shí)，或許會(huì)想起深海生物正在滾燙的巖漿旁書(shū)寫著生命的傳奇··

板塊碰撞造火山

在《哪吒2》中，大量出現(xiàn)海底巖漿的場(chǎng)景，雖然帶有夢(mèng)幻色彩的創(chuàng)意，但是有著科學(xué)理論的支撐。現(xiàn)實(shí)世界里，不僅有巖漿活動(dòng)，還遠(yuǎn)比我們想象的更加活躍。

地球分為歐亞板塊、非洲板塊、印度－澳大利亞板塊、太平洋板塊（唯全海洋板塊）、美洲板塊和南極洲板塊，它們之間的相互碰撞產(chǎn)生了形成海底火山的主要驅(qū)動(dòng)力。

密度較大的板塊在碰撞時(shí)被迫向下俯沖，它的邊緣因摩擦和壓力升高而升溫，部分巖石被熔融，形成巖漿。巖漿的密度小于周圍巖石，在地球內(nèi)部熱量的驅(qū)動(dòng)下，發(fā)生熱對(duì)流，逐漸向上運(yùn)動(dòng)，在到達(dá)海底表面時(shí)會(huì)尋找突破口噴涌而出，形成海底火山。全球海底分布著2萬(wàn)多座火山，遠(yuǎn)超陸地上的1500座，主要集中在洋中脊、洋島和俯沖帶等地質(zhì)活動(dòng)頻繁的區(qū)域。

即使在冰冷的深海中，巖漿的高溫依然能夠持續(xù)存在，溫度達(dá)到 900～1400^°C 。一旦巖漿活動(dòng)猛烈，極有可能產(chǎn)生“火光照亮海面”的壯觀場(chǎng)景。2021年，西班牙拉帕爾馬島火山噴發(fā)時(shí)，熔巖流入海洋的場(chǎng)景便與之相似，某種程度上與《哪吒2》中的場(chǎng)景不謀而合。

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洋中脊系統(tǒng)

洋中脊系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)綿延6萬(wàn)千米，主要分為太平洋－印度洋洋中脊和大西洋洋中脊兩大體系。這兩大巨型洋中脊在印度洋的羅德里格斯三聯(lián)點(diǎn)匯聚，共同塑造出全球最重要的板塊擴(kuò)張邊界，呈現(xiàn)類似希臘語(yǔ)字母“α”的幾何分布特征。洋中脊型火山位于大洋板塊擴(kuò)張的邊界，也是海洋地殼增生的地方。這類火山沿著大洋中脊走向噴發(fā)，構(gòu)成一條條綿長(zhǎng)的山脈。

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洋島型火山

洋島型火山與熱點(diǎn)火山有著密切關(guān)系。在地殼板塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)?shù)貧ぐ鍓K移動(dòng)到地?zé)峄顒?dòng)頻繁的區(qū)域（“熱點(diǎn)”）上方時(shí)，地下的巖漿被加熱并擠壓上升至海底或陸地表面，從而形成火山。例如夏威夷－帝王島鏈，它是北太平洋中部最著名的海底火山鏈，自西北至東南延伸，長(zhǎng)度大約6000千米，一半沒(méi)入海中，另一半露于海面。夏威夷群島就屬于露出海面的部分。

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俯沖帶型火山

俯沖帶型火山出現(xiàn)在海洋板塊與其他露于海面板塊匯聚的地方，比如環(huán)太平洋火山帶，全長(zhǎng)約4萬(wàn)千米，位于太平洋板塊與周圍大陸板塊的交界處。由于板塊相互擠壓碰撞，導(dǎo)致地殼活動(dòng)頻繁，該火山帶形成了大量的火山和地震，被稱為“火環(huán)”。

巖漿翻騰威力大

在《哪吒2》中，妖族被鎮(zhèn)壓在“鎖妖陣”下，熾熱、沸騰的海底巖漿流淌其中。當(dāng)妖族進(jìn)攻陳塘關(guān)時(shí)，一道虛空裂口驟然出現(xiàn)，巖漿隨之倒灌而入，火光沖天。剎那間，陳塘關(guān)陷入一片火海，生靈涂炭

與電影中海底火山噴發(fā)場(chǎng)景有所不同，現(xiàn)實(shí)中的海底火山噴發(fā)往往以較為平靜的溢流形式進(jìn)行，很難形成像陸地火山那樣的紅色噴發(fā)柱或熔巖瀑布。巖漿涌出海底裂隙后，會(huì)瞬間被海水冷卻并凝固成黑色的“巖漿枕頭”，堆積在海底，成為海底地形的一部分，形成了獨(dú)特的地質(zhì)景觀

在《哪吒2》中，海底巖漿的熾熱與翻騰為故事增添了緊張與奇幻的氛圍，現(xiàn)實(shí)中的海底巖漿活動(dòng)同樣令人震撼。

1257年，印尼薩馬拉斯火山噴發(fā)，威力相當(dāng)于2000顆原子彈，噴發(fā)物在南極冰芯中留下化學(xué)信號(hào)，被認(rèn)為是中世紀(jì)歐洲大饑荒的元兇。

薩馬拉斯火山（印度尼西亞）

1815年，印尼坦博拉火山噴發(fā)，向平流層注入1.3億噸二氧化硫，形成覆蓋全球的“硫酸鹽氣幕”，導(dǎo)致1816年成為“無(wú)夏之年”，北半球平均氣溫下降0.4＼～0.7℃，全球農(nóng)作物絕收，饑荒遍野。

坦博拉火山（印度尼西亞）

更隱蔽的危險(xiǎn)來(lái)自極端氣候與越洋海嘯。2022年，湯加火山噴發(fā)，將火山灰和水蒸氣噴射至58千米高空，引發(fā)跨太平洋海嘯，火山揚(yáng)起的海水蒸汽甚至擾動(dòng)了電離層（60千米以上的整個(gè)地球大氣層都處于部分電離或完全電離的狀態(tài)）。

洪阿哈阿帕伊島海底火山（湯加）

海底火山爆發(fā)雖不會(huì)將巖漿倒灌城市，但能夠通過(guò)溫室氣體與冷室氣體的“拉鋸戰(zhàn)”，深刻改變地球的氣候。大規(guī)模的火山噴發(fā)釋放大量二氧化碳，加劇全球變暖。而噴發(fā)出的二氧化硫則會(huì)在大氣中形成氣溶膠，反射陽(yáng)光，導(dǎo)致地球溫度下降，產(chǎn)生所謂的“陽(yáng)傘效應(yīng)”，又稱“微粒效應(yīng)”。這種現(xiàn)象得名于其類似遮陽(yáng)傘的降溫作用，主要受自然和人為因素共同影響。

《哪吒2》中的“鎖妖陣”隱喻了人類對(duì)自然力量的敬畏煉獄般的火山能量往往通過(guò)另一種方式改寫人類歷史一一觸發(fā)全球氣候劇變，對(duì)靠近海岸的區(qū)域和全球氣候造成威脅。因此，人類更須加強(qiáng)火山監(jiān)測(cè)與災(zāi)害預(yù)警。

海底“綠洲” 育生命

在《哪吒2》的“鎖妖陣中，魷魚(yú)、螃蟹、魚(yú)等眾多海洋生物都被困其中。魷魚(yú)甚至在三味真火的炙烤下，“自得其樂(lè)”地享用起了烤魷魚(yú)須。

魷魚(yú)在巖漿中泡澡”純屬藝術(shù)夸張，現(xiàn)實(shí)中的巖漿溫度可高達(dá) 1200^°C ，遠(yuǎn)超生物耐受極限。不過(guò)，1977年，科學(xué)家搭乘美國(guó)深潛器“阿爾文”號(hào)潛入東太平洋，在2500米深的海底火山口，發(fā)現(xiàn)了顛覆認(rèn)知的景象：在海底熱泉周圍的熱液活動(dòng)區(qū)，竟然生存著嗜熱細(xì)菌、管狀蠕蟲(chóng)和盲蝦等神奇生物。

海底熱泉指海底深處的噴泉，看上去蒸汽騰騰、煙霧繚繞。由于地殼的巨大板塊不停地在運(yùn)動(dòng)，它們的分離造就了海底裂隙。海水就從這些裂隙滲入地殼，被熾熱的巖漿燒得滾燙，熔解周圍巖層中的金、銀、銅、鋅、鉛等金屬。加熱之后的海水回流，從地下噴出的這些金屬經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)，形成的硫化物沉積到附近海底，像煙囪的形狀一樣堆積起來(lái)。根據(jù)液體的顏色不同，科研人員形象地將其稱作“黑煙囪”“黃煙囪”“白煙囪”，但它的學(xué)名叫“熱液”。

火山活動(dòng)為深海提供了充足的熱量和豐富的化學(xué)物質(zhì)，創(chuàng)造了原始生命賴以生存的海底“綠洲”。這些生物不靠陽(yáng)光生存，而是以火山噴口釋放的硫化氫為能量，建立了一個(gè)化能合成生態(tài)系統(tǒng)，將無(wú)機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有機(jī)物質(zhì)，展現(xiàn)了自然界的奇妙與復(fù)雜。

管狀蠕蟲(chóng)

管狀蠕蟲(chóng)長(zhǎng)度可達(dá)2米，直徑10厘米左右，體表覆蓋隔熱“毛毯”。它們生活在火山噴出的熱液與寒冷的海水的交匯處，通過(guò)一個(gè)紅色的“腮”從熱液中獲取硫化氫，并從冰冷的海水中獲得氧氣。

嗜熱細(xì)菌

嗜熱細(xì)菌生活在高溫環(huán)境中，面臨著高風(fēng)險(xiǎn)的脫氧核糖核酸（DNA）損傷。為了應(yīng)對(duì)這種挑戰(zhàn)，它們進(jìn)化出了一套遠(yuǎn)超人類DNA的高效修復(fù)機(jī)制，竟然能夠在121℃的高溫中存活。

白色盲蝦

白色盲蝦主要分布在加勒比海南部的一處海底火山口附近，它們依附在熱浪暖流周圍，并以寄生于此的嗜熱菌為維持生命的食物。白色盲蝦的眼部為應(yīng)對(duì)深海環(huán)境而退化，卻能感知熱液化學(xué)成分。

冷泉

深海里不僅有熱液，同時(shí)也有冷泉。晶瑩的氣泡從海底不斷冒出，像是小孩在玩吹泡泡的游戲。冷泉指含有硫化氫、甲烷及其他碳?xì)浠衔锏牧黧w以噴涌或滲漏的方式從海底溢出。相對(duì)于熱液噴口，冷泉流體與海底溫度更為相近。