20世纪60年代,美国地质勘测局的鲍勃·克里斯琴森在研究黄石国家公园火山史的时候,对一件事感到迷惑不解:他找不到这个公园的火山。而且,说来也怪,以前竟然没有人为这件事费过神。很久以来,大家已经知道,黄石公园是火山形成的——因此有那么多喷泉和其他散发蒸汽的地貌。火山有个特点,即:一般来说比较明显。但是,克里斯琴森哪里也找不到黄石公园的火山,他尤其找不到一种名叫破火山口的结构。
一提到火山,大多数人马上会联想到富士山或乞力马扎罗山那样典型的火山锥。那是由喷出的岩浆堆积而成的一个对称的小山冈。火山锥形成的速度可能相当快。1943年,墨西哥帕里库廷的一个农夫吃惊地看到自己的一块地里冒起了烟。一个星期以后,他做梦似的已经成了一个152米高的火山锥的主人。不到两年,它的高度达到了430米,直径800多米。地球上总共有大约1万座这种一目了然的火山,其中只有几百座是活火山。但是,还有一种不大有名、并不造山的火山。这种火山的威力如此之大,它们一下子破土而出,留下一个沉降式大坑,即破火山口(源自拉丁语,意思是大锅)。黄石火山显然属于第二种,但克里斯琴森哪里也找不到那个破火山口。
恰好在这个时候,美国国家航空和航天局决定拍摄黄石公园的照片,测试一下某些新型的高空照相机。一位考虑周到的官员把其中的有些照片交给了公园当局,认为它们可以挂在某个游客中心。克里斯琴森一看到这些照片,马上意识到他没有找到破火山口的原因:实际上,整个公园——9000平方公里——就是破火山口。火山爆发留下了一个直径将近65公里的大坑——大得从地面上的任何角度都看不明白。过去某个时刻,黄石公园可能被炸得七零八落,威力之大远远超过了人类已知的任何等级。
结果发现,黄石公园是一座超级火山。它坐落在一个巨大的热点——一个熔岩储藏所——之上。这个储藏所下达地球至少200公里深处,上至接近地面的地方,形成了一根所谓的超级热柱。热点的热量为黄石公园里所有的喷气口、间歇泉、温泉和冒泡的泥坑提供了动力。地面以下是个岩浆房,直径约为72公里——大致相当于公园的大小,最厚的地方达13公里左右。想像一下,有一堆TNT,面积相当于英国的一个郡,伸向13公里高的天空,达到了最高的卷云的高度,你就会大体知道黄石公园的游客们是在什么东西上面漫步。这样的一池岩浆对上面的地壳所产生的压力,已经把黄石公园及其周围地区顶了起来,使其比本来会处的位置高出大约半公里。要是发生爆炸,这场灾难简直是难以想像的。伦敦大学大学学院的比尔·麦圭尔说,一旦爆发,“你无法走到离它1000公里以内的地方”。造成的结果也许更加糟糕。
黄石公园所在的几处超级热柱,很像马提尼酒杯,越往上越细,但到了接近地面的地方就向外张开,变成盛着不稳定岩浆的许多“大碗”。有的“大碗”的直径可达1900公里。根据目前的理论,超级热柱并不总是猛烈爆发,有时候只是源源不断地喷出大量熔岩,就像6500万年前发生在印度德干暗色岩区的情况。超级热柱占地50万平方公里,喷出的毒气很可能对恐龙的灭绝起了作用——肯定不会起好作用。超级热柱也许还要对造成大陆破裂的裂缝负责。
这样的热柱并不少见。眼下,地球上大约有30处活热柱,世界上许多有名的海岛和群岛都与热柱有关——比如冰岛、夏威夷群岛、亚速尔群岛、加那利群岛和加拉帕戈斯群岛,南太平洋中部小小的皮特凯恩岛,以及许多别的岛。但除了黄石公园以外,别的都在海洋里。谁也不知道黄石公园的热柱最后怎么或为什么会在陆块下面。只有两个情况是肯定的:黄石公园所在地壳很薄,下面的世界很热。但是,到底是不是因为有了热点地壳才薄,还是因为地壳薄才有了热点,这是个争论很激烈(可以这么说)的问题。地壳的大陆性质对热点的爆发有着重要的影响。别的超级火山往往汩汩细流,比较温和,而黄石火山爆发起来非常猛烈。这种事情不常发生,但一旦发生,你还是离得远一点为好。
据知,它的第一次喷发是在1650万年以前。自那以来,它已经喷发了大约100次,但最近的3次是有文字记载的。最后一次的强度相当于圣海伦斯火山的1000倍;前一次相当于280倍;再前一次的强度大得天知道是多少倍,至少是圣海伦斯火山的2500倍,但也许是可怕的8000倍。
我们绝对没有任何东西可以用来与它比较。近代最大的一次是1883年8月印度尼西亚的喀拉喀托火山爆发。它发出的轰隆声在全世界回响了9天,使远在英吉利海峡的海水晃了半天。要是你把喀拉喀托火山喷出的物质比做高尔夫球,那么黄石火山最大的一次爆发喷出的物质像个大球,你完全可以躲在后面作为藏身之地。按照这个比例,圣海伦斯火山喷出的物质不过是一粒豆子。
200万年前黄石火山喷出的火山灰足以把纽约州埋在20米的深处,或者把加利福尼亚州埋在6米的深处。迈克·沃里斯在内布拉斯加东部发现的化石床就是这种火山灰形成的。那次喷发发生在如今的爱达荷州,但在过去的几百万年里地壳大约以每年2.5厘米的速度加以覆盖,因此今天就在怀俄明州西北部的下面。(那个热点本身留在原地,就像对准天花板的一个乙炔炬。)它在后面留下了肥沃的火山平原,成为种植马铃薯的理想之地。这是爱达荷的农场主们早就发现了的。地质学家们爱开玩笑说,再过200万年,黄石公园将会为麦当劳快餐店生产法式炸土豆条,而蒙大拿州比灵斯的人们将会围着间歇泉翩翩起舞。
上一次黄石火山爆发所喷出的火山灰,铺满了西部19个州的全部地区或部分地区(加上加拿大和墨西哥的部分地区)——几乎涵盖了美国密西西比河以西的整个地区。记住,这里是美国的粮仓,生产世界上差不多一半的谷物。还不要忘记,火山灰不像一场大雪那样一到春天就会融化。要想再种庄稼,你不得不找个地方堆放所有的火山灰。几千名工人花了8个月的时间才从纽约世贸中心6.5公顷的废墟上清理掉180万吨垃圾。想一想,清理堪萨斯州要花多少时间。
我们还没有考虑对气候产生的影响。世界上上一次超级火山爆发发生在苏门答腊北部的多巴,那是在74000年以前。谁也不知道它的强度有多大,但肯定大得吓人。格陵兰的冰核显示,多巴火山爆发以后,至少有长达6年的“火山冬天”,天知道之后又有多少个糟糕的生长期。据认为,那次爆发几乎将人类灭绝,使全球的人口减少到不足几千人。这意味着,那几千人是所有现代人的共同祖先,这也说明了我们为什么缺少基因的多样性。无论如何,有证据表明,在此后的两万年里,地球上的总人数从没有超过几千。不用说,从一次火山爆发中恢复过来要花很长的时间。
这一切都很有意思,但都是假设的。直到1973年,一件怪事发生了,突然之间那个假设变得很有意义:黄石公园中央的黄石湖水开始溢出该湖南端的堤岸,淹没了一处草地;与此同时,该湖另一端的湖水神秘地流失了。地质学家们马上进行考察,发现情况不妙,公园的一大片地区鼓了起来。这种把湖的一头抬起,让水从另一头流出的情景,如同你抬起孩童的嬉水池的一边会发生的情景。到1984年,公园的整个中心地区——100多平方公里——比在1924年对公园作最后一次正式勘测时高了1米多。接着,1985年,公园的中心地区下陷了20厘米。现在,这个地区似乎又在鼓起来。
地质学家们认为,出现这种情况只有一个原因——一个活跃的岩浆房。黄石这地方古代没有超级火山,只有一座活火山。也是大约在这个时候,他们推算出来,黄石火山平均每60万年大规模喷发一次。最近一次喷发是在63万年以前。黄石火山似乎到了该喷发的时候了。
“也许你没有这种感觉,但你是站在世界上最大的活火山上面。”黄石国家公园的地质学家保罗·多斯对我说。6月一个美好的清晨,我们在位于马默斯温泉的公园总部相遇。他刚从一辆大型哈利一戴维森牌摩托车上下来,跟我握了握手。多斯是印第安纳州人,和蔼可亲,说话低声细语,很会关心别人,看上去根本不像是个公园管理局的雇员。他胡子灰白,头发往后扎成一根小辫。一只耳朵上戴着个小小的蓝宝石饰针。笔挺的公园管理局制服有点紧,显得大腹便便。他看上去与其说是像个政府雇员,不如说是像个勃鲁斯音乐乐师。实际上,他真还是个勃鲁斯音乐乐师(演奏玻璃钟琴)。但是,他确实懂得并热爱地质学。“这儿是世界上搞地质最棒的地方。”他一面说,我们一面上了一辆四轮驱动的旧汽车,朝老实泉驶去。他答应让我陪他一天,无论他作为公园的地质学家在这一天里将干什么。今天的第一项任务是为新一拨的导游上一堂基础课。
我无须指出,黄石公园是个极其美丽的地方,这里有丰饶而瑰丽的山脉,野牛遍布的草地,潺潺作响的小溪,碧蓝碧蓝的湖泊,数不清的野生动植物。“要是你是个地质学家,这儿确实是个最佳的工作场所,”多斯说,“比尔图思豁口那儿有着将近30亿年前的岩石——可以追溯到地球起始之时四分之三的历程,还有这儿的矿泉。”——他指了指几处温泉,马默斯温泉的名字由此而来——“那儿你可以看到正在形成的岩石。介于二者之间的东西应有尽有,只要你想得出来。我从来没有见过哪个地方,地质情况是如此明显,或者说如此美丽。”
“因此你喜欢这个地方?”我说。
“哦,不是喜欢,而是热爱这个地方。”他的回答是极其诚恳的,“我的意思是,我确实热爱这个地方。冬天很冷,工资不太高,但在情况好的时候,简直……”
他没有说下去,而是把手往西一指。远处的山里有个豁口,它刚刚探出一片高地,映入我们的眼帘。他对我说,那座山脉名叫加拉丁山脉。“那个豁口约100公里宽。在很长时间里,谁也不清楚为什么那里有个豁口。后来,鲍勃·克里斯琴森认为,这肯定是从山里炸出来的。要在山里炸出个约100公里宽的地方,你知道这会与一个威力巨大的事件有关。克里斯琴森花了6年时间才琢磨出来。”
我问他,究竟是什么原因引起了黄石火山的喷发。
“不知道。谁也不知道。火山是很古怪的东西。我们对它们确实不了解。意大利的维苏威火山在300多年里一直很活跃,1944年爆发过一次,然后就停了下来。自那以来,维苏威火山一直很平静。有的火山学家认为,它是在大规模地重新积聚能量。这有点儿令人担心,因为维苏威火山及周围地区生活着200万人。不过,谁也说不准。”
“要是黄石火山快要爆发,会有多长的警报时间?”