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"死亡谷"恐怖气息逼近 史前火山有再度喷发迹象

http://www.kexue.com 2012-01-25 10:17:22 腾讯科学  发表评论

 加州“死亡谷”的优比喜比火山口 

  据国外媒体报道,在加州与内华达州毗邻的山脉中,有一处被称为“死亡谷”的峡谷,恐怖的气息似乎正在一点点靠近。地质学家之前发现,半英里宽的优比喜比(Ubehebe)火山口形成于史前火山喷发,但是近日的研究认为该火山口形成于较近的地质年代,这比先前我们认为的形成时间要年轻很多。此外,地质学家认为这里仍然存在着足够的地下水和岩浆活动,并可能在将来不远的时期再一次出现能量释放。这项研究发表在最新一期的《地球物理研究快报》期刊上。

  到目前为止,地质学家对该600英尺深火山口的具体形成年代仍然不十分清楚,其形成的过程为处于上升段的岩浆在小块地下水潜藏区释放,形成了一次大爆炸。对于该火山口的形成时间,之前认为在6000年前左右。依据是火山岩碎片下分布着能代表那个时代北美地区的历史特征。但是,哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂(Lamont-Doherty)地球观测站的科学家小组日前对火山口的岩石进行了同位素测定,结果显示它仅仅形成于800年前,也就是公元1200年左右,与之前认为的形成年代相去甚远。从这个数据我们可以得出,较年轻的地质环境意味着“死亡谷”的火山还具有一定的活力。

  哥伦比亚大学地球观测站的地质学家所关注的优比喜比(Ubehebe)火山口是该地区数十个类似火山口中最大的一个,其也可称为低平火山口。新罗密布地占据了“死亡谷”国家公园近三平方公里的区域。而前文所提到的喷发行为指的是“蒸汽岩浆喷发”,主要诱发因素为岩浆(热量)与水(地下水)发生作用而蒸汽化,使得地下压力迅速升高,在沉积岩相对薄弱的方向喷出,携带着高温蒸汽、火山灰以及致命的气体,比如二氧化硫气体。

  据普渡大学的研究人员(本项研究的作者之一)布伦特戈林(Brent Goehring)介绍:喷发的高温蒸汽携带着火山灰和致命气体可形成类似原子弹爆炸所产生的蘑菇云,最后会以甜甜圈的形成“崩塌”收敛。喷发爆炸产生的冲击波可以每小时200英里的速度向外传播,与此同时,被抛射到空中的岩石会如同冰雹般落下。如果两英里之内,甚至更大的影响半径内存在着生物,就会感到灼烧、窒息并受到喷发岩石的下落危险,最终很可能致命。当然,如果是处于10英里之外的观察者,该喷发场面将是非常的壮观。

  为了进一步验证该理论发现,地球观测站小组的研究人员、地质专业的学生在科学家戈林与另外一位地球观测站的专家尼古拉斯·克里斯蒂(Nicholas Christie-Blick)在带领下,对加州“死亡谷”国家公园内的火山口进行了实地勘察。他们发现优比喜比火山口依然缺乏相关研究。在得到许可后,研究人员带回了三至六英寸的砂岩和石英岩的样本,以及部分由史前爆炸产生的沉积砾岩岩。回到实验室后,戈林与拉蒙特-多尔蒂地球观测站的地球化学专家约尔格舍费尔(Joerg Schaefer)应用当前先进的铍同位素分析法对这些样本进行测定,该方法是通过测量其在宇宙射线的照射下而发生的质量变化。

  当暴露在宇宙射线中时,同位素的质量会以一定的预测速率发生变化,因此它们可以精确地测量出这些岩石样本是何时被埋在地下的。在岩石样本分析过程中,哥伦比亚大学的本科生皮尔里(Peri Sasnett)起了主导作用,并最终成为该研究论文的第一作者。地质学家就是通过对喷射出来的岩石进行年代测定,分析推断火山喷发的年代。结果显示这些岩石样本的年代

  位于2100至800年前。对此,科学家认为这些发现是一系列小规模喷发爆炸的信号,最大的一次喷发而产生的主火山口在1200年前左右,另外一些火山口则形成于3000至5000年前,较小的低平火山口则来自更早的史前喷发爆炸。

  克里斯蒂认为,从喷发的时间上看,其预示着在“死亡谷”的下方还潜伏着岩浆活动。

  并指出,最近有些地球物理研究人员发现了在“死亡谷”下方存在着类似岩浆的物质活动。但是这些类岩浆物质在体积上较小。另外,也预示了该地区火山喷发的周期,大约为一千年左右,这就是说按这个喷发规律推测,下一次的喷发时间可能就在当前。

  我们从水文学的数据上也能得出类似的结论,蒸汽岩浆喷发被认为发生于较潮湿的地区。这看上去似乎可以排除“死亡谷”发生蒸汽岩浆喷发的可能性,因为该地区十分炎热,是北美大陆最热、最干燥的地方之一。然而,拉蒙特-多尔蒂地球观测站植物学的研究人员指出,从树木的年轮上发现,该地区在中世纪时期的环境温度甚至比现在更热、更干燥,依然发生了蒸汽岩浆喷发。由于蒸汽岩浆喷发需要有足够的水,而目前该地区的地下水量是充足的。

  观测和模拟的地下水位变化结果显示,目前在火山口下500英尺深的地方还存在着地下水。研究人员通过计算发现,仅需300英尺跨度的球形岩浆,以及更小体积的地下水,两者混合释放压力就可产生优比喜比火山口大小的喷发爆炸。这项研究对“死亡谷”国家公园而言是一个跨越性的发现。根据该国家公园的工作人员、地质学家斯蒂芬妮基里亚齐斯(Stephanie Kyriazis)认为:我们通常认为优比喜比是一个静态的火山口,但是这项研究发现它将苏醒过来。这个信息应该向公众发布,因为每年有一百万的游客参观该国家公园。

  对此,地质学家提示:有复苏迹象的火山口一般的特征为标志性的浅源地震和开放状态的蒸汽喷口。这些迹象预示着几年后就会出现更大规模的喷发。从这个角度看,美国黄石国家公园不仅存在着地质年代上较新形成的喷发性火山口,加上这个地区聚集着火山活动驱动的温泉、喷泉以及火山喷气孔。美国地质调查局预计黄石国家公园的火山喷发每200年出现一次,释放的能量足以能形成300英尺宽的火山口。在过去的130年内,已经出现了至少20余次小规模的喷发。

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