兩千年前,維蘇威火山爆發(fā)摧毀了龐培古城。現(xiàn)在,一座更大、更致命的超級火山就隱藏在意大利那不勒斯市的另一側(cè)。如果這座火山爆發(fā),坎皮佛萊格瑞(Campi Flegrei)將會(huì)毀滅歐洲的所有生命。英國科學(xué)家正在與意大利科學(xué)家爭奪利用鉆桿鉆探這座火山的權(quán)利,這也是他們展開激烈爭奪的一個(gè)原因。《每日郵報(bào)》記者費(fèi)爾·羅賓遜對此進(jìn)行了調(diào)查。
意大利那不勒斯不久的將來
剛開始是數(shù)千次頻發(fā)發(fā)生的小規(guī)模地震,它們在意大利那不勒斯市的人行道下起伏前進(jìn)。劇烈的震動(dòng)使建筑物一側(cè)的空調(diào)墜落下來,墻面上的瓷磚也從墻體上脫落下來。在意大利國家火山地理研究所控制中心里,一排排顯示屏指出這些地震不是由巨大的維蘇威火山引發(fā)的,從該市可以隱隱看到這座火山。這些地震是由一些更大的火山產(chǎn)生的,這座火山位于世界上最大和最危險(xiǎn)的火山地帶——坎皮佛萊格瑞火山區(qū)。維蘇威火山摧毀了羅馬古城龐貝,它產(chǎn)生的炙熱火山灰、釋放的大量有毒氣體,奪去了數(shù)千人的性命。但是與坎皮佛萊格瑞火山(一座直徑4英里,約合6.44公里的下陷活火山)相比,它只算得上是沉睡巨龍背上的一個(gè)小膿包。意大利民防和內(nèi)務(wù)部很快發(fā)出通知:該市市民必須馬上撤離。
不遠(yuǎn)處的波佐利(Pozzuoli) 古城周圍地區(qū)在不斷拉伸、隆起。被毀的柏油碎石路上出現(xiàn)噴氣孔(噴發(fā)出富含二氧化碳的煙柱的孔)。4.5英里(7.24公里)地面下的巖漿已經(jīng)從主巖漿儲源里逃逸出來,不斷上升、變化和凝固。不斷上升的巖漿遇到地下水時(shí),會(huì)變成像海綿一樣的石頭。水經(jīng)高溫沸騰后,石頭里充滿大量氣體,隨著內(nèi)壓持續(xù)增加,最終它會(huì)像出了故障的鍋爐一樣發(fā)生爆炸。
劇烈的爆炸把數(shù)千億立方英尺火山巖噴發(fā)到大氣里:這次爆發(fā)比冰島艾雅法拉(Eyjafjallajokull) 火山猛烈200倍。艾雅法拉火山爆發(fā)使歐洲陷入混亂狀態(tài),英國機(jī)場被迫關(guān)閉長達(dá)一周,據(jù)說這次火山活動(dòng)造成全球經(jīng)濟(jì)損失超過30億英鎊(46.43億美元)。那不勒斯街道上一片混亂,現(xiàn)在已經(jīng)無法逃跑。車輛一輛接一輛,排成了長龍,司機(jī)焦急地不斷按著喇叭。他們非常無助,眼睜睜看著炙熱的氣體和巖石像颶風(fēng)一樣快速翻滾而來,所到之處,一切生命都會(huì)因窒息而死。這一地區(qū)居住著數(shù)百萬人,該市建在世界上最危險(xiǎn)的一個(gè)火山地帶上。一旦坎皮佛萊格瑞火山爆發(fā),這里的所有生命都將終結(jié)。
坎皮佛萊格瑞火山是一座超級火山。雖然它隱藏在地下,沒有可被印成明信片的火山錐結(jié)構(gòu),但事實(shí)上這片看似平靜的地形下卻隱藏著一座蘊(yùn)含著巨大能量的火山。一次新的爆發(fā)可能會(huì)導(dǎo)致像維蘇威火山一樣的火山錐形成,但是科學(xué)家認(rèn)為,最糟糕的結(jié)果可能是導(dǎo)致歐洲大部分生命消失。地球上這片令人難以捉摸的地面會(huì)出現(xiàn)隆起和斷裂,一系列小規(guī)模爆發(fā)將導(dǎo)致直徑4英里(6.44公里)的坎皮佛萊格瑞火山底部坍塌,形成更大的巖漿儲源,隨后會(huì)有更多巖漿升至地表。
上次像這種類型的爆發(fā)發(fā)生在3.9 萬年前,那次爆發(fā)形成了坎皮佛萊格瑞火山,它產(chǎn)生的懸崖,是現(xiàn)在被印在明信片上的意大利小城蘇蓮?fù)?Sorrento)所在地,這座懸崖由超過300英尺 (91.44米)深的火山沉積物構(gòu)成。如果現(xiàn)在發(fā)生相同規(guī)模的火山爆發(fā),意大利的這個(gè)部分將不復(fù)存在,它產(chǎn)生的大量氣體、塵埃云團(tuán)將會(huì)遮天蔽日,導(dǎo)致全球氣溫下降。英國的生命將會(huì)全部消亡。我們將會(huì)失去我們的家畜、莊稼和四分之三的植物,我們會(huì)再次陷入新的黑暗時(shí)代,騷亂、饑餓頻現(xiàn),地球進(jìn)入永無止境的冬天。
現(xiàn)在,一個(gè)國際科研組(包括英國科學(xué)家)希望通過鉆探方式,對坎皮佛萊格瑞火山的內(nèi)部進(jìn)行研究,更好地了解為什么從1969年開始,這座火山的一部分已經(jīng)上升10英尺(3.05 米)。在隆起部位的震中地區(qū),整條街道上的房屋都已碎裂倒塌。不好的事情即將發(fā)生。上次地面像這樣隆起(1430年到1538年)導(dǎo)致火山爆發(fā),形成一座新火山。進(jìn)行這項(xiàng)活動(dòng)的關(guān)鍵人物是英國火山學(xué)家克里斯·吉爾伯恩,他是倫敦大學(xué)學(xué)院(UCL)教授,已在那不勒斯居住20來年。他是英國火山學(xué)研究的一份子,該研究從18世紀(jì)開始,當(dāng)時(shí)威廉·漢彌爾頓爵士提供了有關(guān)維蘇威火山的第一批觀測資料。倫敦大學(xué)學(xué)院科研組目前在巖石物理學(xué)方面處于世界領(lǐng)先地位,尤其是對地殼是如何發(fā)生變形和斷裂的理解,這使吉爾伯恩成為該鉆探小組的一名重要成員。
吉爾伯恩說:“現(xiàn)在我們可能又進(jìn)入了另一個(gè)上升期。如果像以前一樣,我們或許會(huì)迎來又一個(gè)60 年的混亂狀態(tài),可能那時(shí)會(huì)頻頻發(fā)生地震和火山爆發(fā),未來10年會(huì)有2到3次地質(zhì)活動(dòng)和隆起。假設(shè)我們已經(jīng)經(jīng)歷了幾十年的不安定狀態(tài),如果事實(shí)果真如此,接下來我們將能獲得更多有關(guān)這座火山的數(shù)據(jù)。”對居住在那不勒斯的人來說,吉爾伯恩和其他科學(xué)家的工作可能至關(guān)重要,因?yàn)樗蛟S能讓這些人避免像龐貝古城一樣的遭遇。然而,盡管時(shí)間非常緊迫,但是那不勒斯市長卻停止了這項(xiàng)科研工作。鉆探項(xiàng)目這個(gè)月在巴尼奧利(Bagnoli) 老鋼廠所在地展開,但是一名當(dāng)?shù)乜茖W(xué)家對此提出異議后,該項(xiàng)目被叫停。這名科學(xué)家發(fā)出警告說,鉆探本身會(huì)引起火山爆發(fā),給這座城市帶來不堪設(shè)想的災(zāi)難。那不勒斯市民非常矛盾,不知道是該責(zé)怪他們做這件事,還是應(yīng)該責(zé)怪他們不這么做,但是一個(gè)鉆孔或許真能引發(fā)火山爆發(fā),結(jié)束歐洲的所有生命。
波佐利附近的坎皮佛萊格瑞火山周圍地區(qū)
當(dāng)我們從建在噴硫火山口(Solfatara Crater)一側(cè)的一家酒店和健身俱樂部的地基上疾馳而過時(shí),那不勒斯國家火山地理研究所的雷納托·索瑪不斷換檔開著菲亞特加速行駛。這種酒店流行起來以后,美國海軍官員曾租住在里面,直到這里的地面上升6英尺(1.83米)引發(fā)地震,破壞了房子的地基,美國海軍才又重新部署在距離那不勒斯20英里 (32.19公里)的地方。走到路的盡頭,索瑪在一座被地震毀掉后遭遺棄的建筑物旁停下車。我們右側(cè)的山仍在繼續(xù)上升。我們左側(cè)是一個(gè)五人足球場,下面是條山谷。令我們感到好奇的一件事,是足球場旁邊不斷向上翻涌的巨大的蒸汽柱。我們沿著地基一側(cè)慢慢前進(jìn),小心翼翼地躲開鐵柵欄隔開的松軟處,觀察氣流隨風(fēng)盤旋上升。
突然道路中斷,只見腳下的黃色和白色火山巖像放久的面包一樣裂開。我們又走了幾步后,迎面撞上一面硫磺“壁”,它們在我們周圍翻滾,以我們看不到的波狀形式上涌,進(jìn)入我們喉嚨,使我們胃里一陣翻江倒海。曾經(jīng)的綠色山坡,現(xiàn)在是一片像海綿一樣的裸露的火山巖斷裂處。在斷裂點(diǎn)的最深處是一個(gè)渾濁的沸水池,氣泡升到水面后發(fā)生爆炸。在下面的某處,巖漿與水相遇產(chǎn)生二氧化碳,它們滲透海綿狀巖石,使任何類型的植物和動(dòng)物都無法在這里生存。
我告訴索瑪,這里沒有熔巖令我感到很失望:你看到火山時(shí),會(huì)希望看到熔巖,這里缺少了熔巖,就如同馬提尼酒少了橄欖。對此他笑了笑說:“這比有熔巖流甚至更加危險(xiǎn)。這下面可能會(huì)引起水- 熔巖爆炸,熔巖與水相遇時(shí),比只有熔巖更容易引起爆炸。”從理論上來說,如果坎皮佛萊格瑞火山發(fā)生爆炸,那不勒斯的大部分地區(qū)將變成像今天我們看到的這里的樣子。索瑪指出,這個(gè)地方受到嚴(yán)密監(jiān)控,收集到的數(shù)據(jù)反饋給那不勒斯國家火山地理研究所的控制中心。紅外相機(jī)分布在我們身后更大的噴硫火山口周圍,上面的量表用來測量二氧化碳水平。如果這個(gè)數(shù)據(jù)上升,地震監(jiān)控器就會(huì)發(fā)現(xiàn)地震群,這時(shí)可能就要考慮把孩子放上車,快點(diǎn)逃命了。
索瑪說:“你已經(jīng)看到這里的情景,你還要清楚當(dāng)?shù)厝耸侨绾畏Q呼這個(gè)怪物的。你在走進(jìn)控制室前,需要看一看這個(gè)怪物。”我們重新回到那座被地震摧毀的建筑物旁。這是一座被遺棄的室內(nèi)游泳池。索瑪非常激動(dòng),他說:“由于地震,這個(gè)怪物在室內(nèi)慢慢長大。”他的說法是對的。這里有個(gè)怪物。此地看起來像是地獄已經(jīng)穿透地基,推開重重的地板磚,通過墻縫流出血來。發(fā)出綠光的硫磺、苔蘚顏色的海綿狀物體和紅色、綠色及鈷藍(lán)色物體正在慢慢摧毀這座建筑物。硫磺氣體從下面的炙熱巖石里噴發(fā)而出,堆積形成珊瑚礦(mineral coral),留在里面的氣體像桑拿浴一樣,無法支持任何生命生存。來此棲息的麻雀因二氧化碳中毒死亡,尸體靜靜地躺在地上。
那不勒斯國家火山地理研究所控制室
說話溫和的火山學(xué)家基伍瑟裴·德納塔勒負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)鉆探項(xiàng)目,他從整齊排列的60 個(gè)液晶顯示屏前走過,解釋每個(gè)顯示屏上顯示的由安置在坎皮佛萊格瑞火山周圍及其更遠(yuǎn)地方的傳感器反饋的信息。測潮器測量了波佐利海峽(Golfo di Pozzuoli)的海床真實(shí)深度;地震儀測量了火山的“心跳”,發(fā)現(xiàn)它引發(fā)的每次地震。一個(gè)監(jiān)視器上的線不斷上下浮動(dòng),這些相當(dāng)于淺層地震。如果一系列地震即將發(fā)生,德納塔勒需要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,然后建議意大利內(nèi)務(wù)部該市是否需要撤離。
居住在這里的人有必要整日憂心忡忡嗎?德納塔勒說:“我們一生隨時(shí)都有可能遇到更猛烈的火山爆發(fā)。問題是雖然所有那不勒斯人都知道維蘇威火山引發(fā)的大災(zāi)難,但是居住在該地的人很少知道坎皮佛萊格瑞火山,也不清楚這片土地與火山有關(guān)。維蘇威火山比坎皮佛萊格瑞火山更小,我認(rèn)為坎皮佛萊格瑞火山象征著更大風(fēng)險(xiǎn)。維蘇威火山周圍居住著很多人,但是沒有什么地方像那不勒斯一樣人口密集。”
德納塔勒打算利用來自國際大陸科學(xué)鉆探計(jì)劃(ICDP) 一個(gè)科研組和他們的InnovaRig鉆機(jī)(高科技半自動(dòng)組裝式鉆機(jī),它可中途讀取周圍環(huán)境的溫度讀數(shù)、收集巖石樣本和氣體讀數(shù),然后繼續(xù)向下鉆孔),鉆一個(gè)深達(dá)2.5英里(4.02公里)的孔。如果鉆孔深度不超過2.5英里(4.02公里),鉆頭距離下面的巖漿儲源大約還有2英里(3.22公里)。這個(gè)深度的巖石不再被液體加熱(事實(shí)上這里的水不呈液態(tài)),而是由巖漿加熱。測量巖石的余溫,有助于科學(xué)家弄明白下方巨大的巖漿儲源的深度及大小。德納塔勒解釋說,鉆探有4個(gè)好處,這些都有助于那不勒斯人避免像龐貝古城人一樣的不幸遭遇。
首先,它有助于科學(xué)家更好地了解過去發(fā)生的事情和坎皮佛萊格瑞火山的爆發(fā)史。第二,他們希望這有助于他們揭開波佐利周圍地區(qū)緣何隆起的謎團(tuán),這是由巖漿和水產(chǎn)生的壓力造成的,還是由巖石發(fā)生膨脹引起的?第三,通過鉆探,他們可以獲得巖石樣本,然后利用英國高科技設(shè)備對其進(jìn)行檢測。如果隆起的現(xiàn)象再次發(fā)生,他們就必須對這種巖石的性質(zhì)有更多了解,并要弄明白它們在不同壓力環(huán)境下的表現(xiàn):裂縫或下沉可引起火山爆發(fā)。收集的土樣和巖石樣本會(huì)用飛機(jī)送到倫敦大學(xué)學(xué)院,交由克里斯·吉爾伯恩進(jìn)行研究,并利用研究數(shù)據(jù)制出新的電腦模型,重建坎皮佛萊格瑞火山形成的條件,這將有助于科學(xué)家預(yù)測未來火山爆發(fā)的可能性。
吉爾伯恩說:“火山噴口存在大規(guī)模爆發(fā)的可能性,因此這方便我們了解火山噴口、巖漿和地殼之間的關(guān)系。坎皮佛萊格瑞火山也很平坦。大部分爆發(fā)都發(fā)生在4 英里(6.44公里)范圍內(nèi)。你根本不知道它是發(fā)生在火山左側(cè)、右側(cè),還是北側(cè)或南側(cè)。地震活動(dòng)頻發(fā)或地殼變形等短期前兆可能會(huì)出現(xiàn)在火山爆發(fā)幾天前,但是我們并不清楚它會(huì)在哪里發(fā)生。這也是研究火山噴口比研究一座火山更復(fù)雜的原因。火山錐位于地面上,而火山噴口位于地下,我們很難知道巖漿將從哪里溢出來。”
國際大陸科學(xué)鉆探計(jì)劃的科研組和他們需要鉆的導(dǎo)向孔遇到的唯一一個(gè)問題,是地球化學(xué)家貝奈德托·德菲歐提出的意見。雖然他的論點(diǎn)并沒得到科學(xué)界的廣泛支持,但是德菲歐堅(jiān)持認(rèn)為,即使鉆一個(gè)1700 英尺(518.16米)深的導(dǎo)向孔也能摧毀那不勒斯,他的這種擔(dān)心出現(xiàn)在意大利眾多報(bào)紙和雜志上。那不勒斯市長擔(dān)心公眾會(huì)對此做出強(qiáng)烈反應(yīng),為此推遲了在巴尼奧利鋼廠舊址進(jìn)行的鉆探工作。我問德菲歐,他是不是認(rèn)為鉆孔真會(huì)導(dǎo)致火山爆發(fā)。他說:“鉆孔可引起爆炸,而不是火山噴發(fā),超臨界流體造成的爆炸,可引發(fā)小級別地震。世界其他地方的類似項(xiàng)目,已經(jīng)引發(fā)相同事故。”
達(dá)拉謨大學(xué)的道格爾·杰拉姆博士說:“鉆孔導(dǎo)致印尼的一座泥火山爆發(fā)。這跟墨西哥灣發(fā)生的事情非常類似,受壓過大的物質(zhì)被鉆穿,內(nèi)部物質(zhì)噴出地表。這些物質(zhì)是炙熱的泥漿和水,這跟鉆入熔巖流不同。它們之間的差異是:如果你鉆入的是熔融巖石,巖漿不一定會(huì)上升到地表。冰島的艾雅法拉火山周圍安裝了很多GUS裝置,用來記錄火山發(fā)出的所有聲音。在爆發(fā)之前這些儀器會(huì)發(fā)生位移,這說明地殼較薄的部分膨脹起來了,這些地方的熔巖越來越靠近地面,慢慢越積越多,最終沖破地殼噴發(fā)而出。在坎皮佛萊格瑞火山等地方,在中等規(guī)模的爆發(fā)前,你能看到地面膨脹起來的明顯跡象。”
杰拉姆說:“在不久的過去,坎皮佛萊格瑞火山存在下沉和隆起期,那么你敢在它附近或者它上方鉆孔嗎?也許你不敢。但是如果該系統(tǒng)非常穩(wěn)定,就像硫質(zhì)噴氣孔一樣,采用排氣法將會(huì)很奏效。你需要找出噴氣孔,然后給它降壓。要是你放掉一瓶汽水的內(nèi)壓,然后不斷搖動(dòng)瓶子,想讓它發(fā)生爆炸,也許你并不能達(dá)到目的。”德國波茨坦國際大陸科學(xué)鉆探計(jì)劃的科學(xué)鉆探主管尤里·哈爾米斯幫助設(shè)計(jì)了這個(gè)將用于巴尼奧利第二階段鉆探工作的先進(jìn)鉆機(jī)。哈爾米斯2009年在冰島進(jìn)行鉆探工作時(shí),不小心鉆進(jìn)一個(gè)巖漿囊。這次意外并沒造成新的火山爆發(fā),巖漿與鉆出的泥漿結(jié)合,形成玻璃。他表示,杯子里的水會(huì)沿吸管上涌,但是巖漿并不像杯子里的水一樣,它不容易沿鉆孔上升。
哈爾米斯說:“鉆孔的直徑很小,而且潤滑鉆頭的各種泥漿會(huì)對其施加壓力。它并不是裸井,它也不會(huì)變寬,形成火山導(dǎo)管或類似物體。但是人們應(yīng)該清楚,那不勒斯的風(fēng)險(xiǎn)因素并不是鉆孔;它面臨的真正風(fēng)險(xiǎn)是位于這里的兩座火山——維蘇威火山和坎皮佛萊格瑞火山。它們其實(shí)更危險(xiǎn)。”德納塔勒堅(jiān)持認(rèn)為,我們現(xiàn)在擁有能幫助我們更好地了解火山活動(dòng)的技術(shù),因此我們應(yīng)該使用它們:鉆探工作應(yīng)該繼續(xù)下去。他說:“我就住在那不勒斯,跟大部分這里的人一樣,我根本無法想象必須放棄這片土地會(huì)是什么樣子。但是我們必須清楚我們腳下隱藏的風(fēng)險(xiǎn)。”龐貝古城的人沒有這么幸運(yùn)。
董軍摘自:人民網(wǎng)