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不喷岩浆喷泥浆的泥火山
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2019 年 07 月 25 日 星期 放大 缩小 默认  
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不喷岩浆喷泥浆的泥火山

孙美静

    乌苏里泥火山。

  2011年,一位摄影师在俄罗斯库页岛的开阔地上空,拍到了一只巨大无比的“眼睛”,它一眨不眨地凝望着天空,甚至连“眼球”中呈放射状分布的“血丝”都清晰可见。由于这只“眼睛”过于逼真,甚至有人将它称为“地球之眼”,但它的真实身份其实是一座泥火山。

  温和的泥火山

  顾名思义,泥火山就是会喷泥浆的火山。不同于我们熟知的喷岩浆的火山,泥火山的喷发物不具高温又十分“温和”,由黏土、角砾岩、地层水等组成,同时含有甲烷、二氧化碳和硫化物等气体。

  泥火山有时孤立分布,有时成群出现,它们的直径从几米到几十米不等,少数地区也发现了百米量级甚至千米量级的泥火山,喷发周期从几年到几十年不等。泥火山外部形态多样,或是顶部凸起呈圆锥形,或是顶部平坦状如泥饼,抑或是顶部下塌如蛋挞。通过卫星遥感等技术,人们可以将它们千变万化的形态尽收眼底。

  泥火山的形成主要有两种方式。一种是地层异常超压:由于地层沉积速度明显超过流体排出速度,填充在岩石孔隙的水不能及时排出,渐渐形成了很强的压力。当地层压力突破上方岩层压力时,泥浆就会沿着断层和破碎带上升,最后喷涌而出。另一种是构造成因:比如横向地质构造挤压造成泥底辟(可以认为是“青年时期”的泥火山),泥底辟出露地表(或海底)形成泥火山。

  海底也有泥火山

  不仅陆地上有泥火山,它们在海底还有“孪生兄弟”——海底泥火山。由于“隐藏”在海底,它们则显得较为神秘。这些海底泥火山也被称为海底泥丘、泥拱,常呈圆丘状凸起于海底。海底泥火山在里海、黑海以及我国南海等多处海域均有分布。想要揭开它们神秘的面纱,需要借助海底摄影、多波束测深系统和高分辨率地震勘探等高科技技术。

  海底摄影是用潜水摄影机记录海底状况的摄影技术。多波束测深系统与水下摄影机直接记录海底状况所不同,它是通过“听”来记录海底的状况,可以看作“水中顺风耳”,可以用于大面积的海底地形探测。根据不同物体反射信号的时间、强度,可以判断物体所处的水深,从而绘制海底地形图。在多波束地形图上,泥火山呈现隆起的地貌,其周边为一环形凹地。

  高分辨率地震勘探这种地球物理探测方法就像是对地球做一个CT,对地下的地质结构进行“扫描检测”。地球好比人体,地下的地层岩石构造相当于地球的“五脏六腑”,它们有着各自的参数属性。通过利用地下岩层的物理性质差异来“扫描检测”地层岩石的结构,从而达到识别泥火山的目的。由于泥火山具有多次喷发和活动的特征,在高分辨率地震勘探所成的图像上,它们常具有柱状或圣诞树状的几何外形。

  海底泥火山的奇特居民

  海底泥火山是了解地球上生物群落的一扇新窗口。海底泥火山喷发物中富含大量的甲烷或硫化物,为周围的化能自养型微生物提供了充足的能量。这些微生物构成了食物链的第一环,为初级消费者提供了食物。在这个生命绿洲的四周还生存着大型的蠕虫、蚌类、蟹类等。因而即使在冰冷缺氧的深海环境,海底泥火山周围也是一片生机盎然。

  这些丰富的微生物资源具有良好的应用前景和研究价值。以海底泥火山生态系统中的甲烷氧化古生菌为例,它们能够对甲烷进行分解。这些“吃”甲烷的古生菌不仅代谢甲烷的能力强,而且可以在极端环境下生存。因此,科学家们提出了通过大规模培养分解甲烷的细菌,然后将它们投放到两极冰盖下,以减轻全球变暖的设想。另外,在海底泥火山复杂的生物群落中,可能存在大量的未知生物,是宝贵的基因资源。

  据美国国家地理杂志报道,葡萄牙阿维罗大学的阿那·希拉里奥和同事们在加迪斯湾的海底泥火山中发现了20种新物种,其中有一种微型虫子以甲烷为食,外形非常奇特,很像希腊神话中长着蛇发的女妖。

  泥火山作为一种奇特的自然景观和地质现象,就像地球上的“百宝箱”,不但拥有丰富的油气资源,还滋养了种类繁多的神奇生物。在不少旅游圣地,如美国的黄石公园、阿塞拜疆巴库地区、西西里岛地区以及我国新疆乌苏市,泥火山成了一道独特的风景,给世界游客留下了深刻的印象,让人们不禁感叹“造物者之无尽藏也”。

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