见证地球的“心跳” 感受火山蕴藏的无穷力量
《地球脉搏》——中国国家地理大讲堂2023年线下场首场,于8月6日在上海浦东图书馆1号厅成功举办。
此期大讲堂邀请了“第一位抵达马鲁姆火山底部400米的中国人”宋刚、中国地质大学(武汉)地球科学学院马昌前教授、中国摄影家协会《中国国家地理》签约摄影师杨孝,三位老师带观众领略了充满神秘与危险的火山世界,深入讲解了火山的多面性,展示了大自然的不可预测性与蕴含的力量,一起来回顾下他们带来的这场知识与视觉的盛宴吧~
01
马鲁姆火山探险纪
宋 刚
抵达马鲁姆火山底部
400米深度的第一位中国人
美国国家地理获奖摄影师、美国国家地理中文网签约摄影师、佳能十佳摄影师、金犀牛最佳户外摄影师、PADI特约摄影师、中国探险协会会员、特别顾问、《中国国家地理》供稿人。
“飞蛾被火光欺骗,才会前赴后继地扑向灭亡。然而,探险家、航海家和宇航员却明知前方的道路充满未知,仍然义无反顾地踏上探索之旅。正是这种无畏的探险精神,推动着人类文明的不断前行。”
令人心驰神往的瓦努阿图
瓦努阿图的美景让人心驰神往,但对大多数人来说,它的名字是相对陌生的,这可能与它的地理位置和交通不便有关。即便如今,想要到达瓦努阿图仍然颇具挑战性——从北京出发,在香港和斐济经过两次转机,需要飞越半个地球,才能抵达瓦努阿图首都维拉港。
瓦努阿图是世界上火山密度最高的地区之一,这里的交通状况相对较差,道路狭窄,大部分都是援建的,连红绿灯都没有,当地居民主要依赖巴士作为交通工具,这些巴士通常是随叫随停。
摄影师宋刚探访的马鲁姆火山位于安布里姆岛,这个岛上有两个活跃的火山口,分别是马鲁姆火山和本波火山。在这座岛上前往火山口的唯一方式就是步行,需要走上十五六公里的路程才能抵达。
危险又迷人的火山探险
火山不仅呈现了壮观景象和地质奇观,也一直吸引着众多探险者,尤其是活跃的活火山,它们既危险又迷人,吸引了无数科学家、探险家和摄影师们来一探究竟。然而,火山探险并不是简单的事情,要近距离观察火山,探险者需要充分的物资准备和专业的知识储备。
在火山探险中,特别是下潜至火山口过程中,可能会遇到各种危险,包括极高的温度和有毒气体。火山内部通常极热,可能超过1000摄氏度,因此需要特制的防热服饰、头盔、面罩和耐高温手套等防护设备。此外,裸露的岩浆和喷发的火山释放出有毒气体,如二氧化硫和一氧化碳,所以探险者必须了解火山气体组成,并佩戴相应的防毒与呼吸设备。
在探险之前,需要事先了解火山内部情况,包括岩浆和火山灰的分布,规划下潜路线,以避免接触到强腐蚀性物质。由于火山不稳定,随时可能发生坍塌或喷发,探险者必须详细了解火山的活动历史和当前状态,具备丰富的理论知识、实际经验和强大的心理素质。总之,潜入火山内部是一项极具挑战性和危险性的活动。
时刻变幻的火山熔岩湖
在火山探险的征程中,美景常伴风雨。火山探险对天气要求极高,需要确保天气绝佳方能踏足火山口。降雨时,雨水与火山蒸汽交融,或导致酸雨,可能会对攀登绳索造成伤害断裂,难以下潜。
不过在等待的过程中,也蕴含着无限的收获。在火山口附近的露营地,宋刚捕捉到了许多梦幻瞬间。与宋刚老师一同探险的,有众多专业人士,如著名探险家和英国皇家地理学会的会员。
在这些专业人员和装备的配合下,他们绳降400米的高度,这个高度超过美国帝国大厦,最终踏足了熔岩湖边,感受到了地球最原始的力量。熔岩湖在他们眼前汹涌翻滚,湖的结构时刻变幻,不断崩塌、变化、生长。
宋刚曾于2017年和2018年两次探访马鲁姆火山,捕捉到了一系列令人陶醉和震撼的火山美景,之所以两度踏足马鲁姆火山,竟缘于意外丢失了第一次的全部珍贵素材,因此,第二年,他再度踏上旅程,追寻那份宝贵的探险体验。
点击下面视频,听摄影师宋刚讲述他的两次火山大冒险。
02
大型火山爆发的威胁离我们还远吗?
马昌前
中国地质大学(武汉)
地球科学学院教授
中国地质大学(武汉)地球科学学院二级教授、博士生导师。他是矿物岩石学国家级教学团队带头人、湖北名师、教育部课程思政教学名师、国家级一流本科课程负责人,也是地质过程与矿产资源国家重点实验室固定研究人员,国家自然科学基金重点项目负责人。
提到火山,大家脑海里第一时间想到的是什么?是滚烫的岩浆,还是火山喷发,亦或者是遮天蔽日的火山灰?
火山——地狱之门,人类无法掌控它,但能深入了解它。马昌前教授用通俗易懂的语言,为我们讲了许多和火山有关的趣味知识,让我们知道了火山对人类历史与文化的影响。
Smithsonian Institution‘s Global Volcanism Program
火山与物种灭绝
地球已经经历过五次生物大灭绝,4.3亿年前奥陶纪生物的量急剧减少,是第一次生物大灭绝事件,3.7亿年前泥盆纪大灭绝,2.5亿年前的二叠纪-三叠纪灭绝事件,2亿年前的三叠纪-侏罗纪灭绝事件,还有6500万年前导致恐龙大灭绝。
有研究把生物大灭绝的时间和火山年龄结合起来看,发现地球历史上的这五次生物大灭绝可能都与大型火山爆发有关,因为火山爆发时会喷出大量二氧化碳。
2023的今天大气中二氧化碳含量是400多ppm,在恐龙灭绝的时候,达到了3000多ppm,当时气温非常炎热,高达四五十度,高温天气导致植物死亡没有粮食,引发了动物的大规模灭绝。
火山喷发“灭人类”
七万四千年前,一座位于印度尼西亚的巨大火山——多巴火山,它的喷发差点让人类先祖智人差点灭绝,只幸存3000多人。
当时多巴火山的喷发威力巨大,爆发强度达到了8级,释放了10亿吨的烈性炸药能量,喷出的物质达到3800立方千米,并留下一个35X100公里大小的火山口,至今多巴火山下依然有大量岩浆在聚集。
公元79年古罗马时期,中国的东汉时期,意大利维苏威火山喷发,大量火山灰喷到33km的高空,灼热的火山碎屑流毁灭了当时极为繁华的拥有2万人的庞贝古城和赫库兰尼姆古城,导致数万人死亡,这也是第一次有文字记录的火山喷发。
直到1748年,考古学家才把庞贝古城从数米厚的火山灰中挖掘出来,那些古老的建筑和姿态各异的尸体都完好地保存着,而掩埋掉它的维苏威火山,至今依然是世界上最危险的火山,火山专家和学者们多次发出警告,并将该火山周围一定范围划定为“红色危险区”。当地政府制定了居民迁离危险区计划,逐步疏散当地居民。
火山喷发改变世界格局-萨马拉斯火山改写蒙古西征
1257年,印尼萨马拉斯火山大爆发,喷发出大量火山气体,导致全球气候在随后5年里降温了5-6摄氏度之多,这个时期被称为“火山冬天”(大规模火山喷发之后大气温度异常降低的现象,夏天变成了冬天)。
萨马拉斯破火山口,直径6公里,原高4.2公里(据Global Volcanism Program)
当时正值南宋末年,蒙古大汗蒙哥从西域率军攻打南宋。可就在1259年,也就是火山爆发两年后,蒙哥亲率大军从重庆合川出发,向南宋都城临安进发,然而此时正值火山爆发导致的极端天气,长江流域持续暴雨不断,低温天气严重阻碍了蒙古军队的行军。最终,蒙哥的南征遭遇失败,15万蒙古军队止步三面环水的钓鱼城下,蒙哥大汗战死。
蒙哥的失败直接导致蒙古帝国放弃了进一步向西征服欧洲的计划。蒙古军队撤出东欧,使欧洲重获安宁。可以说,这次火山爆发改变了世界历史的进程,拯救了欧洲文明。
一场火山爆发,带来了自行车
火山和自行车,看似毫无关系的两样事物,却有千丝万缕的联系。
1815年印尼坦博拉火山爆发后,导致的火山冬天在欧洲持续了3年之久,这场火山爆发使得夏季气候异常寒冷,导致欧洲出现了严重的粮食短缺。
相对于“无火山” 期(1779-1808年),重建的1816年(无夏之年)的温度异常(Wilson et al., 04March 2023 SR)
由于粮食减产和歉收,许多欧洲国家出现了严重饥荒,由于家畜大量死亡,作为主要交通工具的马匹,也处于极度短缺的情况。
火山爆发的第三年,德国男爵卡尔·杜莱斯抓住了这个契机,他认为可以发明一种新型的交通工具,以此取代马匹。火山就是这样和自行车有了联系。
火山对人类“好”的一面
火山活动是星球有生命力的一种象征,是地球的灵魂,除了在地球演化中发挥作用,对生物界和生命起源也有一定的影响。
火山对地球最早生命的出现提供了重要的环境条件,地球最开始也是不宜居的,没有合适的温度和氧气环境,正是靠火山喷发,将深部浅部的物质进行交换,改变气候环境,让多种物质之间发生更加复杂的化学反应,形成有机化合物最终演化出生命,所以在生命起源中,有一种假说或者观点是火山成因说,当然这还需要进一步证明和探讨。
火山作用塑造了气势磅礴、绚丽多彩的自然景观,同时也创造了丰富的财富,包括大家喜爱的钻石、金、银等矿产资源、大量的油气资源以及地热资源等等。
现在全世界约有8亿人住在火山口边上,火山喷发形成的陆地,火山喷发形成的岩石,即火山岩风化后形成的土壤,火山喷发产生的火山灰等都能形成肥沃的土地,所以,通常火山区的生态环境都比较好。
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主地图显示了世界火山周围100公里半径的相等人口投影(网格人口柱状图):厄瓜多尔、墨西哥、东非、印尼、菲律宾、日本活火山区周围人口密集。
火山带给人类是两面的,既有危害的一面,又有好的一面。它贯穿于地球的整个时空和各个层圈,在地球形成演化中发挥重要作用,对全球变化产生重大影响,与生命起源和生物演替密切相关,是地球的灵魂,是大自然的娇子。
点击下面视频,观看马昌前教授完整演讲视频,了解更多有趣又有用的火山知识。
03
从空中“阅读”中国的火山天书
杨 孝
中国摄影家协会会员
中国摄影家协会会员,《中国国家地理》签约摄影师,中国国家地质公园调查评价研究中心特聘摄影师。十年来立足内蒙古本土,并向周边省市延伸足迹,特立独行,潜心于自然、人文地理风貌的拍摄,受中科院、中国地质大学等机构聘任。
大兴安岭,这片神秘而险峻的原始古林,蕴藏着上亿年前地球内部的激情与冲动——那就是火山活动。如今,休眠的大兴安岭火山群已然沉睡,只在大地上留下了一幅幅壮美的火山地貌画卷,杨孝为大家分享了大兴安岭、小兴安岭火山带上的火山群画面。
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雨后的五大连池火山群
在飞机上拍摄的雨后五大连池的几座火山。一层薄雾从地面升起,缥缈的景色,远处的火山孤独又伟岸的矗立在那里。
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五大连池火山群基本排序图
五大连池在申报世界地质公园的时候,联合教科文组织专家要求看火山基本排序,杨孝为此拍摄了此照片,它们是五大连池火山群里最有特点的几个火山,均为马蹄形。
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柴河火山群的吉尔果山天池
大兴安岭广袤无边的金色林海,其上嵌着蓝宝石一般的吉尔果山天池,如同一个明亮的大眼睛。因为它的点缀而使画面如同梦境,这梦境如今已成标志性景观。这道景观由数万年前的一次火山喷发造就,在它周围,还有很多同样由火山造就、却形态各异的景观,它们组合成一条精彩纷呈的火山景观带,镶嵌在大兴安岭的密林里。
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阿尔山天池
所有的天池都是闭合的,阿尔山天池也不例外,但它有一个独特之处,不论什么季节,阿尔山天池的水位永远不变。因为阿尔山天池喷发的时候,形成了熔岩隧道,这个孔道和地下水连通,从而让它的水位总是在同一个水平位置。
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阿尔山杜鹃湖
阿尔山的杜鹃湖,是一个典型的堰塞湖,由火山喷发堰塞而成的高山湖泊,因水畔初夏间灿烂盛开的杜鹃花而得名。在湖边能看到成片的浮萍、香蒲和落叶慈姑,丰腴的动植物为往来水鸟提供了重要的食物来源。
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五大连池——堰塞湖
五大连池是世界著名的天然火山博物馆和地质公园,它最近的一次火山喷发始于1719年(清康熙五十八年),这次喷发堵塞了讷谟尔河的支流——白河,迫其河床东移,河流受阻形成由石龙河贯穿成念珠状的5个湖泊。自南向北分为头池、二池、三池、四池、五池,衔接如串珠状而得名。
五大连池波波相映、池池相连,环绕着五大连池,几十座火山拔地而起,层峦毗邻,在天边的霞光映衬下壮观而又妖娆。
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镜泊湖熔岩台地
黑龙江省牡丹江市镜泊湖地区,是我国著名的火山地貌区,占地91.5平方公里的镜泊湖,是中国乃至亚洲最大的熔岩堰塞湖。
在台地低洼处,一下雨就可能形成水泡子;在熔岩缝隙间,有栎树沿着缝隙扎根、生长;但凡在台地中裸露或风化形成了一小块土地,就会有老乡将其开辟为稻田。自然造物的神奇、植物生命力的顽强、人类生存的智慧完美地结合在了一起。
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阿尔山火山熔岩台地
阿尔山是典型的熔岩地貌,原本火山熔岩台地是非常贫瘠的,但在亿万年的变化后,阿尔山熔岩台地上的植被变得非常丰富,从低等蕨类植物,到松鼠、马尾松等高等植物都有。对植物学家来说,阿尔山是研究植物如何从裸露的火山岩上生长出最初的形态,到成为茂密森林的一个理想场所。
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诺敏河火山台地
诺敏河火山群地处大兴安岭北段东坡,它是爆发式火山,在距离火山口大概5公里的地方,还有熔岩堆。诺敏河火山台地为生命提供了非常好的有机物,到了秋天,上面的植被五颜六色,让人感受到火山的热情。
鼠兔
唯一一种能在火山熔岩台地上生存下来的小型动物——鼠兔,既不像鼠,也不像兔,生命力非常强。它们会从春天绿芽诞生开始,就不停地储备食物,像一个贪得无厌的储藏家,一定要把自己占领的洞填满。到了冬天,它们并不冬眠,就藏在火山熔岩块的缝隙里面,吃之前储藏的食物,但它们只能吃掉一小部分。
点击下面视频,观看摄影师杨孝完整演讲视频,欣赏更多火山之美。
编辑:依依、阳阳
制图:叶子