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第11章 地震的伴随者火山喷发的瞬间(1)

位于意大利那不勒斯附近的维苏威山,本来是一座不高 的小山,山坡和山顶覆盖着一层黄土,长着丰茂的野草,自古以来当地农民就把这里当做天然牧场,成群的牛羊和马匹,这里具有恬静而幽雅的田园风光,十分迷人。

火山喷发公元79年8月的一天,可怕的灾害在这里发生,火山喷发了。先是一声震天动地的巨响,一阵黑烟从山顶腾空而起,紧接着断断续续的爆发声夹杂着大量的灰尘、砂土、碎石冲向天空。黑烟汇合成烟柱,直插云霄,足有5 000米高,隆隆的爆破声远闻数十里之外。夜晚,浓黑的烟柱变成熊熊的火焰,方圆几十里照耀得如同白昼。当碎石和灰尘抛向天空后,散落飘移开来,形成漫天蔽日的“石头雨”,顷刻间使晴朗的天空变成漆黑的“夜晚”,伸手不见五指。这些飘落下来的碎石中,有的甚至重达1 000公斤。呛人窒息的硫黄气(硫化氢)及其他难闻的气体令人作呕,甚至昏昏沉沉地倒下、再也起不来了。许多活蹦乱跳的野兽和家畜,也都在弥漫的“毒气”下丧生。原来郁郁葱葱的草木顿时焦枯,毫无生机。与此同时,瓢泼大雨从天而降,但不是明净透亮的雨水,而是浑浊黏稠的泥水,地上一切景物,都被涂上一层厚厚的“泥漆”。

祸不单行,从喷气冒烟的山顶上又流出火红灼热的熔岩,所到之处林木燃烧了、田野燃烧了、房舍燃烧了。转瞬之间,大片绿野变成火海,不仅所有地栖的动物都遭到火燎殒命之灾,连飞鸟也很少逃脱而跌落到火海之中,化为灰烬。

更惨的是从山上喷发出来的尘埃,源源不断地飘洒到几十公里以外的庞贝城和库兰嫩镇。庞贝城原是古罗马时代非常繁华的城市,系希腊人所建,有25 000人口,库兰嫩镇虽不及庞贝,但也有一定规模。这突如其来的大量火山尘灰迅速降下,所有的房屋、码头、街道……全被掩埋了。灼热的火山灰挡住了视线,人们不知向何处逃生,都被烤死或被掩埋。最后,整个城市不见了,只留下厚达7米的火山灰堆积起来的荒野。

直到19世纪,过去了1 000多年后,意大利政府组织人力清除火山灰、进行发掘,这两座古城终于重见天日。大批考古工作者接踵而来搜集各种文物资料,在清理发掘中,发现火山灰凝结而成的岩石不时发出中空的响声,打开一看,原来是人畜形态“铸成”的空模子,形体轮廓线条清清楚楚。后来,当听到中空响声时,就先小心地凿开一个小洞,用石膏浆灌注进去,停一会儿,再打开岩体,整具人畜“雕塑”就暴露出来,能见到他们被火山灰掩埋时挣扎的惨状。

从挖掘出来的“尸首”中进行初步统计,当时罹难的竟有2 000余人。

1828年,英国地质学家莱伊尔对维苏威火山进行了考察,参观了庞贝古城。后来,他把所见所闻写进了他的名着《地质学原理》中:“在庞贝兵营里,有2 000个锁在桩上的士兵。在郊区乡村房屋的地下室里,有17副尸骨,似乎是逃到那里去躲避阵雨似的火山灰。他们被包裹在一种硬化的凝灰岩内,在这种基质中,还保存着一个妇女的完整模型,手上抱着一个婴孩……她的形状印在石头上,但除了骨骼外,什么也没有了。骨骼上挂着一条金项链,指骨上套着几个镶嵌宝石的戒指……”

由于火山喷发,熔岩溢出,现在维苏威火山的高度也增加到1 000米以上,而庞贝古城和库兰嫩古镇成为旅游与考古相结合的观光胜地。

维苏威火山埋葬庞贝城后,仍有多次活动,时隔数年、数十年、甚至数百年,但因为火山灰土壤肥沃,人们仍在火山下从事耕作。

公元79年维苏威火山喷发后,被埋在火山凝灰岩内的人体。

后经发掘,用石膏灌注所得之形体。

火山喷发时的直观危害十分可怕,而且对人体健康有间接的影响,不能不引起人们的注意,例如1980年5月,美国圣海伦斯火山喷发后,美国捷哈斯大学保健中心、国立职业保险与保健研究所及其他医疗机构都对火山灰的物理化学性质与人体健康的关系进行研究。专家们发现:硅的无机化合物在火山灰中的含量为1.5%~7.2%。另外,在对动物和培植人体细胞的实验中,专家们研究了火山灰的溶血活性(指破坏红血球的性能)、纤维蛋白原活性(指引起结缔组织增生的性能)及对肺泡巨噬细胞的影响。他们认为,火山灰对人体肺泡的巨噬细胞并无毒性,但对红血球有破坏作用,对加快动物结缔组织纤维的形成也有作用。所以,医学专家警告人们;吸入火山灰,会增加染上矽肺的危险性。

前苏联的医学专家们也对这个课题进行过研究,他们以近百年来一次最大的火山喷发,即1975年7月6日至1976年12月10日西伯利亚东部沿海的堪察加的托尔巴奇克火山喷发为对象,统计出这次喷发的火山物质达20~30亿吨,相当于一年中全球火山喷发物的总和,其岩浆气体与微小的火山灰环游全球。专家们采集了这次喷发的新鲜火山灰、岩浆气体及熔岩样品,测定化学元素的含量。据米克里沙斯基等学者的计算,每年进入大气中的镉为37.3~299吨;铅为200~2000吨;铜为500~4 350吨;锌为1900~15300吨;锰为28000~2 80000吨。火山气体每年约有3千万到1亿5千万吨;火山灰为3千万到3亿吨。另据前苏联学者古辛科的资料,近百年间全球每年火山喷发约为7~38次,由此推算出平均每次喷出的镉为5.3~7.8吨。需知镉中毒对人体的危害是不容忽视的,它会使人的血压升高,引起肾虚乃至癌症,如果通过胃肠吸收(如通过火山灰、熔岩流出来的水饮用以后),严重的会使人的骨骼变形、变脆。

所以,火山喷发对生命的危害人所共识。如上所说,特别是靠近活火山地区的人们,更应注意潜在影响人体健康的危害。

未喷发的火山像维苏威这样的典型灾害性火山也绝非仅有,世界上的活火山与死火山不计其数。当然,地震作为地壳运动的表现方式之一容易理解,而将火山也视为地壳运动的范畴来研究,似乎关系不大。其实,有些地震与火山是紧密地联系在一起的。例如,1960年5月22日,智利发生了一次特大地震,震后48小时,位于震中东南150公里外的普耶韦火山猛烈爆发,其烟柱冲到6 000米高空,在这座火山的西北面一条长约14公里的断裂带上,有28个喷出口,流溢出炽热的熔岩,并且持续了几个星期。

为什么有一部分地震与火山喷发有如此紧密的关系呢?

大家都知道,从地面到地下深处的温度是不断升高的。例如黑龙江鹤岗煤矿,在严寒的冬季,地面气温是零下20℃,而在300米深处的矿井底下,始终保持20℃以上。美国有一个金矿矿井在600米深处,竟达42℃高温。这两个例子说明,随着地壳深度的增加,地下的温度也随着升高。

而温度与深度的递增关系又怎样呢?华北平原有一个钻孔在1 000米深处为46.8℃,在2 100米深处为84.5℃。由此推算,每深100米,温度升高3.4℃;另一个华北平原的钻孔资料统汁,每深100米,温度增加3.3℃。由此可见,每深100米,增加3℃是完全可能的。地球的半径为3 670公里,其中心部位的温度可增至19万度。

另外,岩石的熔点也会随着压力的增大而逐渐提高,这两种温度到100公里深处以下(已到达岩石圈以下)最为接近,也就是说,这里的岩石最容易熔融成岩浆。但因为岩石圈以下的平均温度还是低于岩石熔点,所以绝大部分地区的地下并没有岩浆存在。只是当地壳构造运动或其他因素发生、使某处出现较高的热量聚积或压力降低时,那里才会产生岩浆。此时,流态的岩浆就慢慢地向压力较低的地方(往往就在它的上方)移动。当岩浆向上移动到一定高度时,压力平衡,便暂时停止运移,在某个地方聚积成“岩浆库”。在“岩浆库”里,一部分较重的元素会结晶而沉淀出来,同时熔化一部分围岩,结果,岩浆中易挥发的成分(如过热的水、碳酸等)逐渐增多,压力就越来越大。当压力增加到一定程度时,就会沿岩石的裂隙冲向地表,形成火山喷发。作为火山“通道”的裂隙,往往深度较大,可以直达岩浆所在地(上地幔),前面说过,这些裂隙“通道”也正是地震频繁出没之处,所以,地震与火山往往成为某种地壳运动的“孪生姐妹”就不难理解了。

世界上有很多次规模很大的火山喷发活动,造成惨重损失,下面再列举一些:

例如,公元前1 400多年前,地中海东部的克里特岛及其附近的斯托朗特里群岛上的火山喷发后,几千年来,每隔十几分钟就要喷发一次,而且山体逐年增高,目前已超出海平面926米。在3 400多年前,克里特岛上的克诺索斯城是地中海海上交通的要道,经济与文化都相当繁荣,人口有10多万,历史上所称的“米诺斯文化”(比古希腊、古罗马的文化还要古老的文化)就以此为中心。后来,这座滨海城市突然消失了,一度成为考古工作之谜,考古学家对此作过种种猜测。现已证明,由于这里连续不断的火山喷发,伴随着强烈的地震、海啸,终于把克诺索斯城吞没了。

又例如开头提过的意大利维苏威火山喷发,毁灭了庞贝和库兰嫩。维苏威火山自公元79年首次爆发以后,于1036年,1797年、1882年、1906年又发生多次喷发,至今还不能说它已经停止。

墨西哥帕里庭库火山,也是很着名的活火山。在火山尚未活动前,帕里庭库原是一座富饶而美丽的河谷村庄。1943年,当地一个叫普里多的农民,发现自己的一块玉米地“发热”,晚上睡在田里也不觉得冷。1943年2月,这里开始有地震发生,田里土缝中有烟气冒出来,到2月20日下午4时左右,大地震动的频率突然加强,还伴有隆隆的响声,先前冒烟气的地裂缝也逐渐加宽,约有6~7公分。不久,裂缝越来越长,宽度也越来越大,而且数量也骤然增多,带有浓烈硫磺气味的烟陆续冒出,并嘶嘶作响。烟气逐渐变成烟火,田埂上的树木被灼热燃烧。冒烟的若干裂缝终于扩大成洞隙,除浓烟外,还翻腾出石块、砂土。第二天上午,喷翻出的砂石碎块堆到10米高的小丘,一星期以后,变成一座高达百米的小山。随着,火红的熔岩流外溢,温度达1 000℃开始时,熔岩流像两条火龙,每分钟流动几十米,当流到2公里长时,表面冷凝,失去亮光。几年后,这座火山共流出熔岩达10亿吨,掩盖面积达24.8平方公里,到1952年3月4日,喷发才告一段落,此时火山高度已达450米。

西印度群岛的马中尼克岛的培雷火山也造成很大的灾害,1902年5月8日爆发,位于火山脚下的美丽滨海城市--圣佩尔城毁于顷刻之间。当时有一位水手作了目击者的记载:“圣佩尔城毁于一团巨大的烈火,将近四万人死于转瞬之间。英国‘罗达姆’号轮船是停泊在码头旁18艘船中唯一逃出的幸免者,但船上的人死去大半……”“……一堵火墙从撕裂开的山坡地裂缝中喷射出来,伴随着像千百门大炮齐发似的巨响,火浪像闪电般的奔涌开来,冲向我们。强大的烈火席卷了圣佩尔城。”“烈火冲击着海水,海水沸腾了,引起巨大的蒸汽云冲向天空。”“火焰喷射只延续了几分钟,它所到之处,一切都燃烧起来,船上的桅杆和烟囱也被烈火点燃。”

此外,如印度尼西亚苏门答腊与爪哇之间的喀拉喀托火山、夏威夷的火山群以及1991年喷发的日本云仙岳火山、菲律宾的波纳图博火山、智利火山都是引人注目的火山,它们都有各自的喷发特色。

假如火山在海洋中喷发,尤其在陆缘海里喷,还会造成新陆地的奇观。例如,日本的西之岛,由于海底火山喷发,1973年露出水面,到1974年,再度增长,使新岛面积达到77000平方米,与旧岛相连,总面积比旧岛大3倍,增加了日本的领土。

又如大西洋亚速尔群岛附近,1957-1958年间,一次海底火山喷发迅速形成一个高出海面150米的新岛,取名“卡维里诺斯岛”。

但是,有些新岛形成以后,并不稳定,几经沧桑。例如南太平洋汤加王国的拉特岛西南海底,1875年由于海底火山喷发,形成一个高出海面9米的小岛。到1890年,再度升高,露出海面46米。此后火山平息,遭受到强烈海浪的拍打与侵蚀,迅速降低,在不到8年的时间里,小岛没入水下7米。过了69年,到1967年,火山再度喷发,小岛又重新露出水面。次年,又消失了。直到1979年6月,火山又一次爆发,大量熔岩和火山块集岩终于又堆成露出海面的小岛,并取名“拉特伊基岛”。这座小岛的命运今后将还会发生变化,因为当地正处在太平洋的洋中脊位置上,地壳活动相当强烈,火山喷发时有时停,升降的规律也难以捉摸,真可以说是大自然的戏谑呢!

我国虽然不是以火山着称的国家,但历史上也有不少有关火山喷发的记载。例如黑龙江省德都县境内的五大连池火山群,在1719-1720年(清?康熙)间曾发生喷发,吴振臣在其《宁古塔纪略》中写道:“离城东北五十里,有水荡,周围三十里,于康熙五十九年六、七月间,忽烟火冲天,其声如雷,昼夜不绝,声闻五、六十里,其飞出者皆墨石(即玄武岩)、硫黄之类,经年不断,热气逼人三十余里。”

其实,这里的火山早在第四纪时期已存在,如果实地去考查一下,这里有两列西北东南走向的火山群,大小共计14个。现称“五大连池火山群”,金代女真语称“乌去和尔冬吉”,意为9座火山。为什么古代的火山座数与现在见到的不一样呢?这相差的数字,相信是后来新增的,比如康熙年间喷发时,就添了2座,一座名为“老黑山”,高516米,另一座为“火烧山”,高393米。还差3座不得而知,请考古学家去考证吧!

火山喷发图

由于火山喷发,堵塞了当地的白龙河,形成地理学的“堰塞湖”,最大的有3个,面积约8.2平方公里。每到夏天,碧波粼粼,景色宜人。再加上众多矿泉与温泉对很多疾病有治疗功效,现已在湖边建起百座疗养院,可接待病员12 000多人,所以,这里既是旅游疗养胜地,又是研究火山地质的博物馆,火山公园面积达720平方公里。

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