本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
18世纪,火山的地质意义(字面上)是博物学家们热议的话题 - 许多人认为火山只是局部现象,地下的硫磺脉为其可见的火焰提供燃料,周围发现的岩石则是燃烧后的灰烬。一些博物学家认为火山是地下大型熔岩库的天然阀门,一旦熔岩涌出地表,就会凝固形成大规模的火成岩——“火成”岩沉积物,重塑整个地貌。
让-艾蒂安·盖塔 (1715-1786) 是一位药剂师,他对研究药用植物的分布产生了地质学兴趣,他注意到某些植物仅限于特定岩石露头的区域。1751年,他参观了法国奥弗涅地区的维希市,他注意到当地开采的一种黑色岩石被广泛用作建筑材料。他认为这种岩石是火成岩,但如果这种岩石在这里被发现,那么曾经喷发它们的火山在哪里呢?
图1.玄武岩柱被用作石墙中的砖块,位于穆拉村。
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图2.柱状玄武岩原位采石场,位于阿莱雷桥村附近。
在克莱蒙费朗市,一位当地博物学家陪同他参观了多姆山(1465米),在这里,两人发现从北向南延伸的山脉勒皮伊实际上是一连串的化石火山,几乎每个山顶的奇怪凹陷都是古代火山陨石坑被侵蚀后留下的遗迹。1751年,盖塔发表了他的观察结果,试图说服他的博物学家同行相信今天奥弗涅地区整个区域的古代火成岩起源——然而,怀疑仍然存在。
1763年,博物学家尼古拉斯·德马雷(1725-1815)决定通过绘制该地区的地图来验证盖塔的假设。由于岩石在从火山喷出时曾是熔融状态,他应该发现“熔岩流”,并且这些熔岩流应该与火山陨石坑相连。许多当时的博物学家拒绝接受奥弗涅地区火山起源的说法,因为许多岩石露头似乎不符合这个前提。然而,德马雷意识到孤立的火成岩区域实际上是曾经更大的熔岩覆盖层的侵蚀遗迹——河流侵蚀了现在缺失的部分,但是通过仔细绘制海拔和位置图,可以将孤立的悬崖拟合到熔岩流的模式中。德马雷甚至能够重建熔岩流的时间顺序(时间是地质图中的一个重要因素),他认为,较年轻的熔岩流位于较高位置,因为较年轻的熔岩会溢出已经凝固的岩石。
图3.“奥弗涅部分地区地图,描绘了熔岩流,其中玄武岩以棱柱形和圆形形式存在,用于理解德马雷先生关于玄武岩的论文。” 作者:尼古拉斯·德马雷(1725-1815)和弗朗索瓦·帕苏莫(1733-1804),出版于1774年,图像为公共领域。德马雷是第一个将黑色岩石(主要是玄武岩)与火山联系起来的人。
德马雷的地图提出了一个有趣的问题,即它是否可以被归类为真正的地质图。它描绘了露头,将这些露头与一个岩石单元(在当时仍然是新奇事物)连接起来,甚至还具有时间顺序。然而,它只考虑了火成岩,并以倾斜的景观视图(而不是地形图)显示它们。
最重要的是这张地图背后的理念——德马雷的图更像是一个图表,而不是地图,它连接点(或露头)形成一条线,指向岩石的真正来源,即来自已熄灭的火山的产物。
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参考书目
DESMAREST, N. (1771): Mémoire sur l'origine et la nature du basalte à grandes colonnes polygones, determinées par l'histoire naturelle de cette pierre, observée en Avergne In: Mémoires de l'Académie Royale des Sciences à Paris pour 1771.
LEWIS, T.A.(ed) (1985): Volcano (Planet Earth). Time-Life Books: 176
MIALLIER, D. ; MICHON, L. ; EVIN, J. ; PILLEYRE, T. ; SANZELLE, S. & VERNET, G. (2004) : Volcans de la chaine des Puys (Massif central, France): point sur la chronologie Vasset-Kilian-Pariou-Chopine. C.R. Geoscience 336 : 1345-1353