地質科普:大同火山到底是死火山、活火山還是休眠火山?
發布時間:2021-03-25
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作者:蘇德辰(中國地質科學院地質研究所) 鄭文君(山西省大同市雲(yun) 州區廣播電視台)盧美(山西省大同市雲(yun) 州區火山地質公園管理處)孫愛萍(中國地質科學院地質研究所)

來源:《星空体育官网入口网站就是力量》雜誌

提到火山,人們(men) 往往會(hui) 想到諸如冰島、日本、新西蘭(lan) 、印度尼西亞(ya) 、美國等國家的火山,殊不知中國也有火山,並且還很多。典型實例有吉林的長白山、黑龍江的五大連池和鏡泊湖、內(nei) 蒙古的阿爾山、廣東(dong) 和海南的雷瓊火山群、山西的大同火山、雲(yun) 南的騰衝(chong) 火山、台灣的基隆火山和大屯火山等。圖片而大同火山,指的是大同火山群,是華北地區保存最完好、出露最完整、規模最大的第四紀火山群,也是世界上唯一發育在黃土高原上、大陸板塊內(nei) 部裂穀係火山盆地內(nei) 的火山群。因此,大同火山群也被譽為(wei) “東(dong) 亞(ya) 大陸稀有的自然遺產(chan) ”和“火山地質博物館”。接下來,就讓我們(men) 走進這座“火山地質博物館”,看看有哪些神奇之處。

造型奇怪的錐形山包

在山西省北部與(yu) 河北省西北部的桑幹河流域,有一個(ge) 麵積近1萬(wan) 平方千米的大盆地,稱為(wei) 大同—泥河灣盆地,它坐落在冀北山地、蒙古高原與(yu) 山西高原之間的過渡地帶,大同市就坐落在盆地的西北側(ce) 。圖片從(cong) 大同市區向東(dong) 30~60千米的範圍內(nei) ,有一係列高差幾十米到幾百米的錐形山包,這些矗立在盆地內(nei) 的山包形態比較特別,大部分內(nei) 低外高,外圍又往往有個(ge) 缺口,特別像馬蹄或簸箕。古人利用這些山勢,在山頂建有寺廟或烽燧,在山下耕種安居。1929年,法國古生物學家兼神學家德日進與(yu) 中國古生物學家楊鍾健在此地進行古生物調查時,確認這些山包是一個(ge) 火山群。

為(wei) 什麽(me) 大同盆地會(hui) 有火山

距今約300萬(wan) 年以前,山西大同與(yu) 河北陽原之間因地下岩漿和斷裂活動形成了一個(ge) 斷陷盆地,盆地曾長時間被水覆蓋,與(yu) 現今的貝加爾湖類似。水量多時,大同、陽原和蔚縣等地可以連為(wei) 一體(ti) 。水位下降時,則分散成多個(ge) 獨立的湖泊。因此,這個(ge) 區域經常是水草豐(feng) 美的動物樂(le) 園,生活過大量的珍稀動物。20世紀20年代,大量動物化石在陽原縣泥河灣村首先被科學家發現,被命名為(wei) 泥河灣動物群。

大約在距今90萬(wan) 年至9萬(wan) 年之間,地下岩漿活動導致大同古湖及周邊區域的火山噴發,形成了大同火山群。之後,大部分火山口都被幾萬(wan) 年前的風成黃土覆蓋。距今兩(liang) 三萬(wan) 年左右,永定河將華北平原與(yu) 大同古湖貫通,大同湖水連同大量湖泊沉積物通過永定河流入華北平原,現在大同盆地的桑幹河(永定河上遊)就是在大同古湖的基礎上發育的。數千年來,人們(men) 在這裏安居樂(le) 業(ye) 。大同火山群由32座大小不等的火山構成,在全國各火山群中名列榜首,成為(wei) 中國六大著名火山群之一。

活火山還是死火山

圖片地質學家、古生物學家、中國科學院院士——尹讚勳

1932年9月,地質學家、古生物學家尹讚勳來到了大同火山群,對10多座火山進行了調查,他發現所有的火山都曾經被數萬(wan) 年前的風成黃土所覆蓋,這種黃土形成於(yu) 一個(ge) 特定的時期,在地質學上稱為(wei) 馬蘭(lan) 黃土。馬蘭(lan) 黃土之上,不曾發現任何火山活動的痕跡,因此,他根據火山噴發物與(yu) 黃土層之間的堆疊關(guan) 係做出判斷,認為(wei) 最新的火山活動大約發生在距今10萬(wan) 年到6、7萬(wan) 年之間,屬於(yu) 不再活動的死火山。

圖片

黑山腳下的黃土衝(chong) 溝。衝(chong) 溝,或稱蝕溝,為(wei) 流水在侵蝕作用下在土壤中形成的地形,一般會(hui) 在丘陵的山坡上形成。衝(chong) 溝很像一個(ge) 縮小版的山穀,但是通常深度、寬度不過十米上下

但在1956年,蘇聯地質學家列別金斯基在對大同火山進行考察和係統采樣後卻認為(wei) ,大同火山最近的噴發時間是在人類社會(hui) 出現以後,所以,他推斷大同火山群裏的火山不是死火山,是休眠火山。大同火山最後幾期的噴發活動是在人類曆史時期,大同火山群的火山都不是死火山,而是隨時可以再次噴發的休眠火山。

到了1975年,社會(hui) 上不斷出現大同火山將要爆發的傳(chuan) 聞,對當地的生產(chan) 生活秩序造成了極大影響。

圖片

大同離北京的直線距離不足300千米,如果大同火山爆發,還將影響周邊省份,甚至危及整個(ge) 華北。於(yu) 是,尹讚勳先生又一次來到大同,經過野外實地調查、綜合考古、曆史等多方麵的證據,再次判定大同火山群都屬於(yu) 死火山。之後又有多位科學家對大同火山進行了多學科研究,已經確認大同火山群有3~4個(ge) 大的活躍期,主要噴發時代始於(yu) 距今80萬(wan) 年左右,終止於(yu) 距今10萬(wan) 至9萬(wan) 年,每個(ge) 大的活躍期又都有多次火山噴發,隨著測試技術發展,以後會(hui) 有更多,更精確的年齡數據,但目前得到的數據都支持尹讚勳得出的死火山結論。

什麽(me) 是活火山、休眠火山和死火山

地球是46億(yi) 年前由眾(zhong) 多圍繞在太陽周邊的塵埃和岩塊互相碰撞吸積而成。如今46億(yi) 年過去了,地下的岩漿一刻也沒有停止過活動,經常會(hui) 沿著一定的通道向上侵入,如果噴出地表,則往往形成以錐狀為(wei) 主的各種形態的山體(ti) ,這就是我們(men) 常說的火山。

岩漿向上噴出的通道稱為(wei) 岩漿通道,岩漿的出口稱為(wei) 火山口。從(cong) 地下岩漿開始向上侵入、到噴出地表沉降、冷卻的整個(ge) 過程稱為(wei) 火山作用。火山噴發時,除液態岩漿外,往往還夾雜著火山灰、水汽和大量岩屑。

根據火山的活動性,可以把火山分為(wei) 活火山、休眠火山和死火山。人類曆史時期噴發過,地下仍有岩漿活動且具有噴發能力的火山稱為(wei) 活火山。處於(yu) 暫停狀態、將來還可能噴發的火山稱為(wei) 休眠火山,休眠火山與(yu) 活火山之間沒有嚴(yan) 格的界線。而人類曆史記錄以來從(cong) 沒有噴發過,岩漿活動已經停止,將來也不可能再噴發的火山則稱為(wei) 死火山。

圖片金山上的火山岩‍

死火山居然還能“複活”?

人類對火山活動性的誤判會(hui) 釀成大禍。墨西哥的欽喬(qiao) 納爾火山從(cong) 1360年至20世紀70年代從(cong) 來沒有噴發過,因此有人認為(wei) 它已經“死”了。1982年年初,當地發生了多次地震,地質學家認為(wei) 這是火山複活的前兆,可是地質學家的預警未被重視。1982年3月底至4月初,這座火山連續3次劇烈爆發,噴射出700萬(wan) 噸有毒的二氧化硫氣體(ti) 和2000萬(wan) 噸碎屑物。遮天蔽日的火山灰最高到達2萬(wan) 米高空,導致長達數年的全球氣溫下降。強大的火山噴發還摧毀了以前的火山口,火山的海拔則由噴發前的1260米降為(wei) 1060米,周圍9個(ge) 村莊被火山摧毀,數萬(wan) 人傾(qing) 家蕩產(chan) ,上千人喪(sang) 生。因此科學家一直對全球的主要火山進行監測和研究,以盡量避免對火山活動性的誤判。

圖片2019年2月拍的墨西哥軟喬(qiao) 納爾火山(圖片來源/穀歌地球)‍

注:本文為(wei) 國家自然科學基金項目(編號41772116)資助的成果(責任編輯 / 陳天昊 美術編輯 / 周遊)


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