2006年5月,沸騰的泥漿、氣體、水和岩石開始從印度尼西亞群島的島嶼之一——爪哇島東北部的地面湧出。這座巨大的泥火山——綽號“露西”——即使在今天,11年多之後,仍在繼續噴射其滾燙的內容物。專家表示,露西是世界上最大的泥火山,目前覆蓋了七平方公里的土地。自2006年以來,露西已經導致約6萬人流離失所,並造成超過40億美元的經濟損失。
泥火山並非真正的火山——它們的溫度要低得多,並且噴發的是岩石、粘土和泥漿的混合物,而不是熔岩。有些人說露西是這兩種系統的結合,儘管其他人對此持不同意見。事實上,露西在許多方面對科學家來說仍然是一個謎。關於露西的最大且最具爭議的問題之一是,是什麼觸發了噴發:地震還是天然氣鑽探?現在,在一項新的研究中,研究人員對露西的地下管道系統進行了成像。他們的工作表明——無論是什麼觸發了噴發——露西很可能在深處與附近的火山系統相連。
奧斯陸大學地球演化與動力學中心的地球科學家阿德里亞諾·馬齊尼說,幾項研究已經分析了從露西噴發出來的物質的地球化學成分。他說:“我們已經可以推斷出,露西和附近的火山群在深處以某種方式相連。我們所缺少的是地下結構的真實影像,可以直觀地證明兩者之間的聯絡。” 為了這項於10月發表在《地球物理研究雜誌:固體地球》上的新研究,馬齊尼和他的團隊在三個區域安裝了一個大型地震儀網路:露西;火山系統;以及橫跨兩者的構造斷層帶。然後,該小組從地震儀收集了10個月的資料,並使用這些資訊拼湊出了這些位置的地下結構影像。
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他們重建的影像顯示,露西和鄰近的火山系統確實透過斷層帶物理連線在一起。科學家們還發現,來自火山系統並供給露西的熱液流體可能從地表以下至少六公里處垂直遷移。這將意味著,從技術上講,露西並非真正意義上的普通泥火山。相反,它是一種混合結構——一半是熱液系統,一半是泥火山。
馬齊尼說,這種地質現象的奇怪組合形成了露西的熱泥噴發。“如果你將非常熱的流體——熱液流體——注入到富含有機質的沉積物區域,你基本上是在高溫下烘烤這些有機質,這就像把蛋糕放進烤箱一樣,”他說。“這將在地下產生巨大的壓力。在某個時候,這個系統會想要湧到地表。這就是露西發生的事情。”
一些未參與這項研究的專家對該團隊的發現持懷疑態度。“我認為他們的一些結論比他們可能證明的更有力,”加州大學伯克利分校地球與行星科學教授邁克爾·曼加說。“但這是一項重要的研究,因為它為火山和泥漿噴發下發生了什麼提供了約束。”
英國紐卡斯爾大學地質學教授理查德·戴維斯更進一步。“我從根本上不同意[研究人員]的解釋,”戴維斯說,他指出,他和馬齊尼在是什麼觸發了噴發——地震還是天然氣鑽探——的問題上存在分歧。戴維斯認為,鑽探意外地導致大量流體湧入鑽孔——所有這些流體的壓力變得如此強烈,以至於它使周圍的岩石破裂,並最終導致了噴發。
但瑞士納沙泰爾大學地球動力學教授斯蒂芬·米勒認為,這項研究的發現與之前的研究發現相符。“從一開始的證據就表明這是一個自然系統,”他說。“這項[研究]進一步證實了這是相連的——與火山的水力聯絡和熱力聯絡。”
自噴發開始以來,關於什麼觸發了露西的爭論一直在持續。儘管這似乎是一場深奧的科學辯論,但實際上有很多利害關係。如果鑽探引發了噴發,那麼石油和天然氣公司很可能會因露西造成的破壞而受到指責。據《紐約時報》報道,印度尼西亞政府已經告知該公司必須賠償受災公民。
馬齊尼說,他的研究並沒有——也無意——解決關於觸發因素的激烈辯論。“在我看來,無論這是由地震還是鑽探引發的,都完全無關緊要——這個系統是自然形成的,經過了漫長而複雜的地質過程,”他說。“與之前發生的一切相比,觸發因素本身是一個非常短暫的事件。所以這次噴發無論如何都會在某個時候發生。”
該團隊的研究不僅可以幫助地質學家解讀今天的露西泥漿噴發,還可以幫助他們更好地理解古代自然災害。地球過去經歷過巨大的、廣泛的火山噴發,這些噴發可能導致了幾次大規模滅絕。馬齊尼指出,除了純粹的火山活動外,地質記錄似乎還顯示地球上也存在與露西非常相似(如果不是完全相同)的混合噴口。但是,可能不是隻有一個,而是有數千個——它們會向地表釋放大量的有毒氣體,可能有助於推動大規模滅絕。“當然,所有這些系統今天都不再存在了,”他說。“但我們正在尋找一個現代的類似物來了解過去發生了什麼。”現在他們有了露西。
