板塊邊緣上的“阿蘇火山病”

○呂傳彬

公元79 年8 月，意大利龐貝古城附近的維蘇威火山再次爆發(fā)，龐貝古城的末日就這樣來臨了。20 世紀(jì)初，人們發(fā)現(xiàn)，維蘇威火山附近居民的牙齒與其他地方的人不一樣：牙面沒有光澤，并出現(xiàn)白堊狀斑塊以及黃褐色或黑色斑點(diǎn)，粗糙不平。當(dāng)?shù)厝朔Q這種病為“基阿杰牙齒”。當(dāng)時(shí)，人們開始意識到，其病因可能和火山有關(guān)。1931 年，學(xué)者們提出，飲水中氟過多是造成上述牙病的原因。“基阿杰牙齒”在日本叫“阿蘇火山病”，美國叫“得克薩斯牙齒”，北非叫“達(dá)爾姆斯病”，現(xiàn)在通常叫斑釉齒。

從齲齒到氟骨癥

氟是人體必需的微量元素，主要通過飲食、呼吸等途徑進(jìn)入人體，其中飲水中的氟占進(jìn)入人體的氟總量的65%。我們知道，食物殘?jiān)粼谘揽p和牙齒上，在一種烯醇化酶的作用下氧化成酸，腐蝕牙齒而導(dǎo)致蛀牙，形成齲齒。氟可以抑制烯醇化酶的活性，減少或阻止牙垢氧化，有防齲齒作用。但氟過多又會導(dǎo)致斑釉齒，甚至骨骼硬化、畸形、關(guān)節(jié)變形、骨質(zhì)疏松、腰椎強(qiáng)直等氟骨癥。因此國際上規(guī)定飲用水中含氟量標(biāo)準(zhǔn)下限為每升0.6 毫克～0.9 毫克，上限為每升0.8 毫克～1.7 毫克；我國規(guī)定飲用水中含氟量每升不得高于1.5 毫克。

斑釉齒——火山“常相隨”

火山的噴發(fā)物中含有大量的氟化氫、氟化鈣、氟化鎂等。維蘇威火山、夏威夷火山的火山灰中，氟化氫的含量高達(dá)2.5%。因此，火山對斑釉齒的形成具有決定性作用。將火山分布圖和斑釉齒分布圖進(jìn)行比較可以發(fā)現(xiàn)，兩者有很大的相關(guān)性，世界上著名的火山區(qū)均為斑釉齒流行區(qū)。

世界上火山分布可分為三個(gè)帶：即環(huán)太平洋火山帶、大西洋火山帶和地中海及非洲火山帶。環(huán)太平洋火山帶又可分為“西環(huán)”和“東環(huán)”。“西環(huán)”位于西太平洋，北起堪察加半島等，經(jīng)日本、印度尼西亞到達(dá)新西蘭。堪察加半島的克留赤夫火山、日本的富士山等都在這一帶上。“東環(huán)”北起阿拉斯加，一直沿著北美洲和南美洲的西海岸向南延伸到南美洲的最南端。這一帶上著名火山很多，有世界上最高的活火山奧霍斯德爾薩拉多山，海拔6 891 米。薩爾瓦多有“火山之國”的稱號。大西洋火山帶上有六十多座火山，從北面的冰島經(jīng)亞速爾群島、佛得角群島，到阿森松島。地中海區(qū)有17座火山，主要集中在南歐，包括維蘇威火山等。東非有17座活火山。

世界上斑釉齒的分布區(qū)有：南北美洲西部、非洲紅海沿岸、堪察加半島、日本、印尼、澳大利亞北部。高氟分布區(qū)并不一定都有火山，因?yàn)楦叻漠a(chǎn)生還與氣候、氟礦、地表巖石構(gòu)成、溫泉等有關(guān)。

板塊邊緣火山多

在全世界600 座～700 座活火山中，約有400 座位于“板塊”邊緣。什么是板塊呢？

1912 年，德國氣象學(xué)家魏格納，根據(jù)大西洋兩岸的南美洲東海岸與非洲、歐洲兩海岸輪廓能像齒輪那樣相互咬合，以及地質(zhì)、化石等方面的證據(jù)提出，在大約三億年以前，地球上所有陸地都是連在一塊的，構(gòu)成聯(lián)合古陸。距今約二億年時(shí)，陸地出現(xiàn)許多裂縫，后逐漸加大，乃至分開，逐漸成為今天這個(gè)樣子。這個(gè)學(xué)說叫大陸漂移說。但是，由于當(dāng)時(shí)多數(shù)地質(zhì)學(xué)家的反對而被壓了下去。地磁學(xué)的發(fā)展，尤其在20世紀(jì)60 年代海底擴(kuò)張說的建立，為大陸漂移說東山再起提供了新的生機(jī)。1963 年以后，研究人員陸續(xù)發(fā)觀，有一條北起北冰洋、縱貫大西洋、經(jīng)過印度洋向東南進(jìn)入太平洋，直向東北，接近北美南端西海岸，后又向正北的一條幾萬千米長的海底山脈，又叫海嶺或大洋中脊。這條海底山脈的中間并不是最高峰，而是一條谷。這條谷的地殼下面的巖漿上升并逐漸形成新地殼和海溝。海嶺、海溝均為板塊邊緣，海嶺是新地殼誕生的地方，稱為板塊建設(shè)邊緣，而海溝則為板塊破壞邊緣。板塊邊緣上，尤其是板塊破壞邊緣地震、火山活動(dòng)均多。

1968 年，法國地質(zhì)學(xué)家勒皮雄提出，全球共由六大板塊構(gòu)成，即：太平洋板塊、亞歐板塊、印度洋板塊、非洲板塊、美洲板塊、南極板塊。細(xì)分還有小的板塊。除太平洋板塊外，其他板塊既有陸地，也有海洋。

太平洋火山帶中的“西環(huán)”，是由于太平洋板塊向西移動(dòng)插入亞歐板塊造成的。由于“西環(huán)”為板塊破壞邊緣，火山、地震活動(dòng)頻繁劇烈。“東環(huán)”則是位于太平洋的海嶺東側(cè)和美洲板塊相遇，向美洲板塊下面俯沖造成新板塊破壞邊緣的結(jié)果。

大西洋火山帶基本上是沿縱貫大西洋中央的海嶺分布的。海嶺是板塊建設(shè)邊緣，由于海嶺中央的巨大張力使地殼被拉開，形成很大的裂縫，沿著大裂縫會有頻繁的地震活動(dòng)，巖漿也會從裂縫中迸發(fā)出來而形成火山。冰島是一個(gè)多火山的地帶，就是由于處于這條海嶺上。在大西洋中，有一些島嶼就是由于火山爆發(fā)而誕生的。

地處非洲、歐洲和亞洲中間的地中海地區(qū)之所以成為一個(gè)火山帶，主要是由于印度洋板塊和非洲板塊向北漂移的結(jié)果。一二億年之前的古地中海比現(xiàn)今要大得多，世界屋脊上的雅魯藏布江附近，也被碧波萬頃的海水覆蓋著。由于上述兩板塊向北移動(dòng)，與亞歐板塊相遇，不僅使地中海逐漸縮小，還形成新的板塊破壞邊緣。包括維蘇威火山在內(nèi)的地中海火山帶，就是由于這個(gè)原因造成的。東非的火山成因，是由于這里有一條大裂谷，和紅海一起正在誕生新的海洋，因而也是板塊的邊緣。這里不僅有著名的死火山乞力馬扎羅山，還有巖漿裸露在大氣中，夜間照得周圍天空一片紅色，不時(shí)在噴發(fā)著的尼拉貢戈火山。

板塊學(xué)說為斑釉齒、氟骨病分布的研究提供了新的依據(jù)。