火山活动而非巨熊造就了神秘的魔鬼塔

捷克共和国的一座类似孤山为研究人员提供了线索,有助于解开怀俄明州巨大地貌几何结构的谜团

怀俄明州的魔鬼塔 是一处非凡的景观,其创造神话似乎都有可能成真。据说巨熊曾试图爬到顶端,在其表面留下了抓痕。但几乎 390 米高的岩石侧面上的垂直线条并非爪痕。它们实际上是大致六边形的火成岩柱的边缘,类似于其他几何地标,例如爱尔兰的巨人之路或加利福尼亚州的魔鬼柱。岩柱在熔岩冷却和收缩时形成,并裂开。但魔鬼塔的冲天岩柱是如何形成的——是在地下还是作为猛烈喷发的一部分?

多年来,人们对这座拥有 4900 万年历史的巨石提出了许多假设,但大多数都涉及地下解释。目前最流行的解释是,它要么是在岩石地下层之间挤压的膨胀半球状岩浆,要么是在火山深处的管道中形成的。

Prokop Závada 是捷克科学院的地质学家,他和他的三位同事是通过一座名为博雷尼 的矮胖孤山而接触到这个谜团的,该孤山与魔鬼塔有一些相似之处(尽管它更圆润,覆盖着树木)。研究人员得出结论,博雷尼是突然爆发的火山类型——玛珥-潜火山爆发的产物,当地下岩浆遇到地下水时,会在地表炸出一个陨石坑。他们认为,爆炸发生后,一个平坦的熔岩穹顶填满了陨石坑。侵蚀作用蚕食了那个穹顶的边缘,直到只剩下最里面的部分,像一座孤立的孤山一样屹立着。鉴于它与博雷尼的相似之处,Závada 和他的团队将注意力转向了魔鬼塔,看看同样的解释是否适用。


支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过 订阅来支持我们屡获殊荣的新闻报道。通过购买订阅,您正在帮助确保有关当今世界发现和塑造我们世界的有影响力的故事的未来。


 

研究人员利用两个主要特征来确定魔鬼塔的起源:其独特岩柱的形状及其内部磁性矿物的排列。国家公园管理局允许研究人员收集一个新的岩石样本来分析其磁性,并将其添加到 30 多年前从塔的其他几个部分进行的现有测量中。在底部附近,岩石内微小的针状磁性矿物通常接近垂直,这是岩浆在凝固前流动方向的结果。然而,在构造的顶部附近,这些矿物的方向变为水平。

掌握这些信息后,研究人员转向了数字和物理模型:物理模型包括将软石膏向上挤压通过一个装满沉积物的倒圆锥体,直到它在表面形成一个土墩。这近似于玛珥-潜火山爆发的爆炸阶段之后熔岩的喷发。当石膏硬化后,研究人员可以将其切开以检查内部结构,一些着色剂形成的条纹会因流动而变形,从而突出显示内部结构。因为他们也混合了一些磁性颗粒,所以他们也可以像在魔鬼塔所做的那样测量它们的排列方向。数字模型是对冷却火成岩的计算机模拟。它允许研究人员比较在塔形成的不同情景中产生的岩柱。岩柱垂直于岩石冷却的表面形成,因此它们可以告诉您熔融岩石体的原始形状。

 

魔鬼塔的垂直岩柱在底部附近向外张开,与如果该构造实际上是一个漏斗形陨石坑颈部的塞子(其中充满了喷发的熔岩穹顶)的情况相符。在石膏模型的那个部分中,磁性颗粒的排列也与魔鬼塔矿物的排列相匹配:底部周围更接近垂直,顶部附近更接近水平。在《地球圈》上发表的一篇论文中,Závada 和他的团队因此得出结论,就像捷克共和国的博雷尼一样,“魔鬼塔是一个熔岩流或低熔岩穹顶的残余物,它被安置在玛珥-潜火山爆发顶部的一个广阔的潜水火山陨石坑中。”

西华盛顿大学的 伯纳德·豪森没有参与这项研究,他认为这项工作“有趣且确实非常合理”,但他不认为它排除了其他可能性。鉴于国家纪念碑的地质采样如此之少,因此魔鬼塔本身的数据并不多。“因此,魔鬼塔的起源很可能仍不确定,部分原因是由于我们为确保其保存而启用的保护措施,”豪森说。

然而,研究魔鬼塔附近类似(如果不是那么壮观)的孤山也许是可能的,这些孤山很可能以相同的方式形成——无论是否有巨熊的帮助。

© . All rights reserved.