泥火山雖有火山之名,卻無火山之實(shí),遠(yuǎn)不如巖漿火山噴發(fā)那樣激烈和熾熱,泥火山顯得舒緩與平和,因此常被人稱為“涼火山”。黏稠的泥漿靜靜流淌外溢,不時(shí)爆裂出氣泡,別有一番奇趣。
泥火山不噴火,也沒有火山噴發(fā)時(shí)的熾熱。從地質(zhì)意義上講,泥火山不屬于火山的范疇。
泥火山有火山口形的圓錐狀泥丘、通向地球深部的管狀通道,涌出的泥漿含有豐富的水和氣體(多為甲烷和二氧化碳?xì)怏w),直徑從幾米到數(shù)千米不等,通常高出地表數(shù)米到數(shù)百米,泥丘的錐腳約20°。泥火山有錐狀、盾狀、盆狀、碟狀等不同形態(tài),這與噴出物的含水量相關(guān)。世界最大的泥火山直徑10千米、高700米。
泥火山外形與火山相似,內(nèi)部結(jié)構(gòu)也幾乎相同。泥火山口下面有泥漿通道,通道下面有泥漿房。泥火山噴發(fā)的原理也跟火山相似,小規(guī)模噴發(fā)時(shí)只有氣泡頂著泥漿緩緩涌出,劇烈噴發(fā)時(shí)泥漿猶如沸騰一般,氣泡翻滾并噴灑出大量泥漿。
盡管很多方面相似,但泥火山并非火山,它是自成一體的特殊地貌景觀。
泥火山地區(qū)的地表附近多是泥流堆積,在高度集中的降雨沖蝕后,形成了許多侵蝕微地形。仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn),泥火山噴出的泥漿形成平滑的傾斜邊坡,這種平滑坡很快就會(huì)被雨水沖蝕成淺溝等。淺溝持續(xù)被雨水沖刷就會(huì)擴(kuò)大成小溪,于是鋸齒狀的小山脊、V形谷、光禿禿的泥巖都一一呈現(xiàn)出來。
泥火山究竟是怎么形成的?目前學(xué)術(shù)界存在爭(zhēng)論,但其成因大體上可分兩大類型。
一類泥火山的形成與地層高壓有關(guān)。當(dāng)泥巖層承受地層高壓并含有豐富流體時(shí),水、氣和泥的混合物便像巖漿一樣噴涌而出。這類泥火山多出現(xiàn)在板塊邊緣擠壓環(huán)境,這些地區(qū)通常蘊(yùn)藏豐富的石油和天然氣資源,如阿塞拜疆泥火山。
另一類泥火山和火山的活動(dòng)有關(guān)?;鹕交顒?dòng)會(huì)產(chǎn)生大量的水和氣體,因此這類泥火山往往噴溢出的水氣較多,而泥漿很少。這種類型的泥火山一般分布在火山活動(dòng)帶上,最具代表性的是美國黃石公園的泥火山。大約60萬年前,黃石公園所處地區(qū)有一次極大規(guī)模的火山噴發(fā),泥火山就在原來火山口中的一些裂隙和破碎帶的基礎(chǔ)上發(fā)育起來。
泥火山噴出的泥漿中含有氣體,主要是沼氣,釋放時(shí)會(huì)在泥漿的表面形成許多氣泡,點(diǎn)燃(有時(shí)也能自燃)這些氣泡會(huì)產(chǎn)生火焰,這就是頗為有名的“水火同源”奇觀。
不過為了保護(hù)環(huán)境,許多景區(qū)的管理部門禁止人們用火,不允許損壞泥火山的自然形態(tài)。于是,“水火同源”奇觀便難得一見了。
地球上,火山到處可見,泥火山卻很少見。盡管除了南極洲,全世界各大洲都有泥火山分布,但總體數(shù)量不多。在中國,目前只在西北的新疆和東南的臺(tái)灣發(fā)現(xiàn)有泥火山。世界上發(fā)現(xiàn)泥火山較多的地區(qū)則集中在巴基斯坦、阿塞拜疆、美國黃石公園。
從板塊構(gòu)造學(xué)說來看,我國臺(tái)灣、巴基斯坦、阿塞拜疆都處在板塊碰撞帶附近,處于擠壓環(huán)境。阿塞拜疆的里海沿岸分布著大大小小400余座泥火山,占全世界泥火山總量的一半左右,其首都巴庫更有世界最大的泥火山群。
泥火山出現(xiàn)的地方常有幾個(gè)特征:一是有泥巖層的分布,供應(yīng)噴發(fā)的泥漿;二是有豐富的地下流體;三是有斷層等通道,允許氣體與泥漿上升;四是有足夠的能量提供給深部泥漿,使其噴出。這些條件缺一不可,這也就是泥火山數(shù)量稀少的原因。
泥火山不止稀有,它的神奇之處還在于其中存在一些奇特的新物種。葡萄牙阿維羅大學(xué)的阿那-希拉里奧和同事們?cè)诩拥掀潪衬嗷鹕街芯桶l(fā)現(xiàn)了20種新物種,它們都是一些微小的蟲子,其中有一種微型蟲子外形很像希臘神話中長著蛇發(fā)的女妖。
科學(xué)家對(duì)這種長著管狀結(jié)構(gòu)的蟲子的認(rèn)識(shí)是基于大量細(xì)菌生存在其身體的特殊器官內(nèi)。這種蟲子能從沉淀物中吸收甲烷等化學(xué)物質(zhì),甲烷等化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入蟲子的血液或細(xì)菌體內(nèi),產(chǎn)生有機(jī)物為海底生物提供營養(yǎng)。
有了從海底滲透的富含甲烷的液體,泥火山成為孕育微型生物的好平臺(tái),為物種豐富的生態(tài)系統(tǒng)提供充足的能量。
如果你覺得泥火山十分溫和,完全沒有爆發(fā)力,那可就錯(cuò)了。2006年5月29日,印度尼西亞東爪哇島詩都阿佐地區(qū),一口油氣鉆井忽然噴出大量泥漿。隨后,名叫魯西的泥火山一直向外噴射泥漿,每天噴出的泥漿足以填滿50個(gè)標(biāo)準(zhǔn)泳池,這些泥漿淹沒了大量的房屋、農(nóng)田。泥火山巨大的破壞性自此被人類了解。
泥火山雖然具有破壞性,但也可為人類所用。一些泥火山可能是天然氣田噴出的產(chǎn)物,可作為尋找油氣田的地表征兆。泥火山會(huì)把地層深處的礦物質(zhì)帶到地表,而這些礦物質(zhì)中可能含有對(duì)人體有益的成分,所以某些泥火山可以用來開發(fā)泥浴。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2018年9期