2006年5月,沸腾的泥浆、气体、水和岩石开始从印度尼西亚群岛的岛屿之一——爪哇岛东北部的地面涌出。这座巨大的泥火山——绰号“露西”——即使在今天,11年多之后,仍在继续喷射其滚烫的内容物。专家表示,露西是世界上最大的泥火山,目前覆盖了七平方公里的土地。自2006年以来,露西已经导致约6万人流离失所,并造成超过40亿美元的经济损失。
泥火山并非真正的火山——它们的温度要低得多,并且喷发的是岩石、粘土和泥浆的混合物,而不是熔岩。有些人说露西是这两种系统的结合,尽管其他人对此持不同意见。事实上,露西在许多方面对科学家来说仍然是一个谜。关于露西的最大且最具争议的问题之一是,是什么触发了喷发:地震还是天然气钻探?现在,在一项新的研究中,研究人员对露西的地下管道系统进行了成像。他们的工作表明——无论是什么触发了喷发——露西很可能在深处与附近的火山系统相连。
奥斯陆大学地球演化与动力学中心的地球科学家阿德里亚诺·马齐尼说,几项研究已经分析了从露西喷发出来的物质的地球化学成分。他说:“我们已经可以推断出,露西和附近的火山群在深处以某种方式相连。我们所缺少的是地下结构的真实图像,可以直观地证明两者之间的联系。” 为了这项于10月发表在《地球物理研究杂志:固体地球》上的新研究,马齐尼和他的团队在三个区域安装了一个大型地震仪网络:露西;火山系统;以及横跨两者的构造断层带。然后,该小组从地震仪收集了10个月的数据,并使用这些信息拼凑出了这些位置的地下结构图像。
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他们重建的图像显示,露西和邻近的火山系统确实通过断层带物理连接在一起。科学家们还发现,来自火山系统并供给露西的热液流体可能从地表以下至少六公里处垂直迁移。这将意味着,从技术上讲,露西并非真正意义上的普通泥火山。相反,它是一种混合结构——一半是热液系统,一半是泥火山。
马齐尼说,这种地质现象的奇怪组合形成了露西的热泥喷发。“如果你将非常热的流体——热液流体——注入到富含有机质的沉积物区域,你基本上是在高温下烘烤这些有机质,这就像把蛋糕放进烤箱一样,”他说。“这将在地下产生巨大的压力。在某个时候,这个系统会想要涌到地表。这就是露西发生的事情。”
一些未参与这项研究的专家对该团队的发现持怀疑态度。“我认为他们的一些结论比他们可能证明的更有力,”加州大学伯克利分校地球与行星科学教授迈克尔·曼加说。“但这是一项重要的研究,因为它为火山和泥浆喷发下发生了什么提供了约束。”
英国纽卡斯尔大学地质学教授理查德·戴维斯更进一步。“我从根本上不同意[研究人员]的解释,”戴维斯说,他指出,他和马齐尼在是什么触发了喷发——地震还是天然气钻探——的问题上存在分歧。戴维斯认为,钻探意外地导致大量流体涌入钻孔——所有这些流体的压力变得如此强烈,以至于它使周围的岩石破裂,并最终导致了喷发。
但瑞士纳沙泰尔大学地球动力学教授斯蒂芬·米勒认为,这项研究的发现与之前的研究发现相符。“从一开始的证据就表明这是一个自然系统,”他说。“这项[研究]进一步证实了这是相连的——与火山的水力联系和热力联系。”
自喷发开始以来,关于什么触发了露西的争论一直在持续。尽管这似乎是一场深奥的科学辩论,但实际上有很多利害关系。如果钻探引发了喷发,那么石油和天然气公司很可能会因露西造成的破坏而受到指责。据《纽约时报》报道,印度尼西亚政府已经告知该公司必须赔偿受灾公民。
马齐尼说,他的研究并没有——也无意——解决关于触发因素的激烈辩论。“在我看来,无论这是由地震还是钻探引发的,都完全无关紧要——这个系统是自然形成的,经过了漫长而复杂的地质过程,”他说。“与之前发生的一切相比,触发因素本身是一个非常短暂的事件。所以这次喷发无论如何都会在某个时候发生。”
该团队的研究不仅可以帮助地质学家解读今天的露西泥浆喷发,还可以帮助他们更好地理解古代自然灾害。地球过去经历过巨大的、广泛的火山喷发,这些喷发可能导致了几次大规模灭绝。马齐尼指出,除了纯粹的火山活动外,地质记录似乎还显示地球上也存在与露西非常相似(如果不是完全相同)的混合喷口。但是,可能不是只有一个,而是有数千个——它们会向地表释放大量的有毒气体,可能有助于推动大规模灭绝。“当然,所有这些系统今天都不再存在了,”他说。“但我们正在寻找一个现代的类似物来了解过去发生了什么。”现在他们有了露西。