一億年的長眠

采訪｜撰文｜金希 資料整理｜沈婷婷

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一億年的長眠

采訪｜撰文｜金希 資料整理｜沈婷婷

初 醒

大塔穆火山一覺醒來，發現自己已經成為了“網紅小鮮肉”。原來，自己被人類發現了！他伸伸懶腰，想發出些聲音，但卻沒有成功。他的嘴——曾經活躍地噴發了上百萬年火山口已經被漫漫的時間長河冷卻，被厚厚的泥沙和巖石堵住了。大塔穆火山苦笑著想：自己大概成為了傳說中的死火山了。

大塔穆屏氣凝神，感受著地球上的一切氣息。地球經過了1億多年的變遷，早已經不是侏羅紀晚期它年輕時的樣子了。地球上還出現了——人類。人類很聰明，不但在2013年（人類的計時方法）發現了睡覺的他，還在不久前由中國科學院南海海洋研究所張錦昌博士領導的中美合作科研團隊揭示了他的深部結構。大塔穆這個名字，源自于張錦昌博士的母校——美國德州農工大學（Texas A&M University）的縮寫。大塔穆火山有點興奮，自己居然也有了名字，還——挺好聽的。

張錦昌博士簡介

張錦昌，本科畢業于中國海洋大學，獲中國海洋大學碩士，Texas A&M University博士，現任中國科學院南海海洋研究所助理研究員。他致力于海洋地質與地球物理領域學習和工作14年，其中包括領導和參與出海科學調查航次6次，海上作業時間超過200天。掌握多種國際前沿的探測技術，包括多道地震、多波束等，同時結合海底地震儀、海洋地磁、重力等測量，研究大洋地殼結構與巖石圈構造、海底火山與海底高原形成機制等。研究成果與國際科學家合作在《Nature Geoscience》、《GSA Special Papers》、《Earth andPlanetary Science Letters》等國際頂尖學術論著上發表，其中“大塔穆火山是地球上最大的火山”的突破性發現，對推動整個地球科學領域的發展有著重大意義，同時引起了各界的廣泛關注，被《Nature》雜志評為當年度十大科學新聞。

最近7年致力于西太平洋大塔穆火山的科研工作。針對大塔穆火山的形成機制和演化過程獲得以下研究成果：第一，利用多道地震數據對基底以下地殼結構的成像與應用研究，成功獲得了區內基底以下的上地殼和莫霍面的反射結構信息，從而大大地提高了對大塔穆火山地殼構造上的認識；第二，利用高分辨率多波束數據改善了大塔穆火山的測深圖，獲得了很多之前未發現的地形地貌特征，加深了對大塔穆火山海底形態上的理解；第三，結合國際大洋鉆探計劃取得的巖芯結果和區內磁異常條帶的分析，對大塔穆火山的形成與演化進行了綜合地質與地球物理研究以及三維地球動力學數值模擬。

改 變

大塔穆火山地理位置圖

大塔穆火山的立體地形圖

大塔穆環顧著周圍的環境，結合著最新接收到的世界的信息，逐漸弄明白了自己的位置：他現在處于地球上第三大海底高原沙茨基隆起（Shatsky Rise）中最大的山峰，位于西北太平洋，距離日本東京以東約1600千米。

他看著自己的身軀，有些失落，因為它可能沒辦法完成年輕時的夢想——長個子。它年輕的時候，視火星上的奧林帕斯山為偶像——它能夠長到22000米高！現在的大塔穆，也只有4000米高而已，還不及奧林帕斯山哥哥的五分之一。

“大塔穆哥哥，你好啊！天哪，你真大！”一個細嫩的聲音傳了過來。大塔穆扭頭一看，原來是夏威夷的冒納羅亞火山。

“我不太好，我好像連你的個子都比不了呢，”大塔穆火山落寞地說道，“你這個小姑娘，比我還高出一點兒，大概得有4200多米吧！”

“哥哥雖然不高，但是你好大啊，我第一眼看到你，羨慕得不得了呢！”冒納羅亞火山笑道。

“嗯？”大塔穆又重新看了看自己，驚喜地發現自己已經占據了海底30多萬平方千米的面積。吼吼！他飛速計算了一下，自己絕對是地球上，不，人類大概在整個太陽系都沒有發現比他面積和寬度還大的火山呢！似乎有些火山群的面積比他大一點兒，不過，他覺得很自豪——因為他是單體火山！整個太陽系，若是按照單體火山來排號，他從面積和寬度上來說，絕對是“太陽系之最”！

大塔穆火山一下子就高興了起來。不過冒納羅亞火山的一個問題又把它問住了：“大塔穆哥哥，你是怎么長得這么大的？你不是得了‘肥胖癥’吧？”

他自己對自己的身體也感到很好奇，按理說，他這么大的身軀，應該是一個火山群，怎么能是一座只有一個火山口的單體火山呢？大塔穆陷入了沉思。

解 惑

“小妹妹，你的問題問得非常好啊！”一個聲音傳了過來。

“咦，這不是張錦昌博士嗎？快來給我們講講，大塔穆哥哥怎么能長得這么大、這么胖的？還有，別叫我小妹妹！我在火山里雖然年輕，但也比你年長好幾十萬年呢！”冒納羅亞火山假裝生氣地說。

“哈哈，好好好，不叫你小妹妹，我們先來研究研究大塔穆為什么這么‘胖’吧！”

“據我們研究，大塔穆在年輕的時候，并不在現在這個位置，現今的位置是經過1億多年地球表面演化后的結果，不代表是火山噴發當時的位置。通過對大洋鉆探巖芯的古地磁緯度分析，我們發現大塔穆火山出生于赤道附近，經過漫長的板塊運動和板塊漂移才到了現今的高緯度位置。”

“大塔穆火山在年輕的時候可是一個‘暴脾氣’哦。他從噴發到結束，僅僅用了幾百萬年的時間，在地質學里，幾百萬年可是一個很短的時間呢。在這么短的時間內形成，說明他噴發得很快，他的巖漿會在很短的時間內不斷地涌出，驚人的巖漿數量也是大塔穆能形成如此龐大身軀的第一個原因。”

“然而，巖漿規模大并不是形成大塔穆火山的唯一原因。我們知道，巖漿在噴發出之后，不管遇到空氣還是海水，都會很快冷卻。這和我們人類受傷流血有點相似。如果傷口流出的血速度不夠快，傷口就會結痂，把傷口堵住，血就止住了。火山噴發也是一樣，如果噴發得速度不夠快，火山口就有可能被冷卻的巖漿堵住，火山的規模也就不會很大了。所以‘流速快’也是大塔穆火山規模龐大的原因之一。”

大塔穆火山和冒納羅亞火山聽得入了神，都在等著張博士繼續說下去，“不過，為什么大塔穆哥哥沒有長得很高，卻很胖呢？”冒納羅亞火山好奇地問道。

“嗯，問得好啊。第三個很關鍵的原因就是：大塔穆火山噴發出的巖漿，在向四周擴散，而不是在火山口附近堆積。這不但需要巖漿噴發的速度很快，還需要使巖漿有很強的流動性。這就產生了另外一個問題了，大塔穆噴發的時候，什么樣的地理環境讓它的熔巖能具有很高的流動性呢？大塔穆，你還記得你當時噴發周圍的環境么？”張博士冷不丁問了大塔穆一個問題。

“被你這么一問……我還真想不起來我當時在哪兒了。”大塔穆撓撓頭，想了半天也沒想起來。

“據我們的研究，通過分析大塔穆火山的沉積環境和表層結構，表明了大塔穆火山的噴發也許無限接近海平面，但還是沒有出露海水面。也就是說，大塔穆火山一直在海平面以下完成了整個噴發過程，海水和噴發出來的巖漿混在一起使得熔巖流動起來更快。這個推論也很好地解釋了大塔穆的熔巖為什么具有較強的流動性。”

大塔穆點點頭，似乎慢慢回憶起了年輕的自己。

“最后一個原因，就是板塊的配合。好比人的傷口需要不斷被撕扯，血才能不停地流一樣。海底火山形成的原因，主要有兩種機制。第一種機制是形成于海底擴張過程中的海洋板塊分裂中心，在板塊拉張作用下淺部地幔物質減壓熔融形成巖漿噴發到海底表面，形成隆起構造，稱為大洋中脊；第二種機制是深部地幔物質由于物理、化學等性質差異導致上涌，從而刺穿上覆海洋板塊，噴發到海底表面，稱為熱點。”

“而據我們研究，大塔穆火山罕見地被這兩種機制共同影響著——既形成于大洋中脊的位置，又受到地幔深部熱點的影響。這種事情發生的幾率，可能還不到1‰。所以這可能也是大塔穆火山規模如此龐大的重要原因。”

“好了，我已經大概把大塔穆‘大且胖’的原因說清楚了，你們還有什么疑問嗎？”張博士的聲音有些疲憊，可能是因為他最近撲在地質研究上太久的緣故。

“沒有啦，聽您這么一說，我們已經很清楚了！”冒納羅亞火山開心地說道。