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2022-01-24 20:40

汤加火山喷发后,摧毁了火星在地球上的这个远亲

本文来自微信公众号:Vista世界派(ID:dailyvista),作者:卷耳,头图来自:视觉中国


1月14日,一个巨大的“蘑菇云”从太平洋上腾空而起。整个地球都为之震撼。它直径5千米,高达2万米。



人类对“蘑菇云”的最深刻印象,来自于1945年8月6日,美军在广岛投掷原子弹造成的蘑菇云。它的直径3千米,高度1.5万米。


这个比广岛原子弹爆炸规模还要大很多的蘑菇云,是汤加海底火山爆发造成的。这是过去30年里,地球上规模最大的一次火山爆发。如同它给人类带来的强烈视觉冲击,其危害程度也是巨大的。


伴随着漫天火山灰,给汤加人民带来了“前所未有的灾难”(汤加政府语);引发日本、智利、美国西海岸、甚至大西洋、加勒比海、地中海的海啸;阻碍全球无线电波传输,影响GPS信号……


2022年开局就是一场横扫全球的灾难,罪魁祸首的名字叫:洪阿哈阿帕伊海底火山。


其实,如今“臭名昭著”“骂声漫天”的洪阿哈阿帕伊海底火山,在1月14日喷发前,就引起了全球科学界的广泛关注,尤其是对NASA戈达德太空飞行中心而言,无疑是他们的一颗“掌上明珠”。


不是因为这群科学家是变态,而是因为这座火山之前喷发形成的洪阿哈阿帕伊岛,为探索火星生命遗迹提供了重要线索。


百年难遇的洪阿哈阿帕伊岛


2022年1月17日的卫星图像显示,洪阿哈阿帕伊岛从地球上消失了。


毁灭它的,恰恰是曾经制造它的力量。


这个岛,诞生于2014年12月到2015年1月间。持续的火山喷发,滚烫的岩浆和冰冷的海水相遇,大量灰尘和岩石碎片被抛入空中,这些物质聚集在海面,形成凝灰岩锥。


最初,科学家们预计它只会存在几个月,然后如同其他火山喷发形成的海岛一样,在海浪的冲击下被侵蚀掉。但数月后,它仍然存在,最高点高达 120 米,宽约两公里。


过去150 年里,只有三个火山岛像这样出现并存在了很长时间,最著名的是冰岛南部海岸附近的苏尔齐岛——它形成于1963~1967年间的一次海底火山爆发。


洪阿哈阿帕伊岛也是人类开始太空探索以来,第一次没有立刻消失的火山岛,科学家们能够用卫星监测等手段仔细观察它的产生、变化和消失。


可不要觉得,这只是地球偶然一场擦枪走火才诞生的普通“野岛”。科学家研究后发现,它竟然和地球的行星兄弟——火星、金星的地表构造非常相似。


嗯,大家可以理解为,这座岛,就像是火星的外甥女。


也因此,它吸引了NASA戈达德太空飞行中心首席科学家詹姆士·加文(James Garvin)的兴趣。“我们通常不能观察一个岛屿的形成”,他解释道,但这一次,人类不但能全程观察,而且还“拿到了一个‘前排座位’。”


洪阿哈阿帕伊岛的另一个特殊之处在于,它是由海底火山喷发而成。海底火山喷发和陆上火山喷发截然不同,可以形成不同的地表。大量海水会让喷发变得更剧烈,同时迅速冷却岩浆并限制二氧化硫等气体的产生。


这个存在了6年的火山岛,为揭示火星生命起源提供了重要线索。


火山口的火星生命遗迹


刚才提到了,洪阿哈阿帕伊岛和它的火星舅舅很像。火星离着我们太远,研究不便;从这个岛外甥女身上下手可行?


比如,人类研究火星的一个永恒话题——火星上存在过生命吗?如果有,它们在哪?这些问题一直都在困扰科学家。


水、时间、能量、营养物质,这些是生命起源的条件。这些条件都能在海底的火山口附近发现。


据目前人类对火星的了解。这颗与地球关系极为亲近的行星亲戚,目前非常干燥,缺少生命赖以生存的水分。但事实上,情况并非总是如此。如果人类能在火星上发现类似洪阿哈阿帕伊岛或苏尔齐岛的地貌,找到火星历史上的海洋和海底火山,很可能在火山口附近找到保存下来的火星生命遗迹。


科学家的确在火星上发现了很多类似的海洋岛屿遗迹。“火星有许多类似的火山特征,分布在多个地区、有数千个。”加文说。许多科学家认为,这些特征可能是一二十亿年前浅海下的火山喷发形成。这些曾经的岛屿并没有被侵蚀掉,而是在海洋干涸时被及时冻结,加文称之为“发展停滞状态”。


就像洪阿哈阿帕伊岛一样。


火星上的小型锥形火山。图源:NASA


因此,NASA的科研人员认为,记录洪阿哈阿帕伊岛在不同时期被海水侵蚀后的地貌,有助于比对火星地貌的变化。


而通过研究洪阿哈阿帕伊岛在不同水深下,侵蚀速度和侵蚀地貌的关系,科研人员还能确认火星上火山岛所在区域的水深以及水域存在的时间。


这些内容听起来很专业,简单来说,“对在火星上看到的一切,我们所能了解的,全部依赖我们在地球上获得的经验。” 加文说,而洪阿哈阿帕伊岛,就是能让人类积累这种特殊经验的地方。


一个“打脸”时刻


虽然一直受到侵蚀,洪阿哈阿帕伊岛存在了6年之久。


科学家们一直试图解释洪阿哈阿帕伊岛存在时间如此之长的原因。这不同寻常,如上文所讲,过去150年里,只有3个火山岛出现后没有立刻消失,其余都被海浪侵蚀掉了。


纽约哥伦比亚大学 Lamont-Doherty 地球观测站的维姬·费里尼(Vicki Ferrini) 认为,原因是该岛屿特殊的地理位置。与邻近的两个岛屿(这两个岛屿似乎都是数千年前更大规模火山喷发的残留物)一样,它坐落在距海床 1.4 公里的海底火山口的内坡上。


费里尼和同事使用海洋研究船的多波束声纳绘制了洪阿哈阿帕伊火山口的地图,发现它有 5公里宽,在地表以下仅 155 米处有一个平坦的坡面,这可能有助于稳定该岛的地基。


岛的中心还受到沙洲保护,防止海浪渗入并填满其中央火山口的泻湖。戈达德太空飞行中心的研究员斯莱贝科(Slayback) 说,如果沙洲破裂,海浪可能会非常迅速侵蚀火山口陡峭、不稳定的悬崖。


洪阿哈阿帕伊岛的沙洲和泻湖。图源:NASA


斯莱贝科和他的同事2018年造访过这座岛,“植被开始生根,种子很可能是从头顶飞过的鸟儿沉积下来的,一只谷仓猫头鹰已经开始在这个年轻的岛上安家,还有数百只筑巢的黑燕鸥”,他说。


这个最像火星舅舅的外甥女,曾经荒凉孤独的岛屿,有了生机。


备受科研人员喜爱的洪阿哈阿帕伊岛本可以存在几十年,斯莱贝科在在 AGU(美国地理物理学联盟) 会议上说:“按照一开始的侵蚀速度,我们预计这座岛有6年的寿命,但随着侵蚀速度下降,它可以存在26~30年。


科学家乐得如此,这样他们就能借助它来持续研究火星了。


然而,1月15日,大规模的海底火山喷发提前结束了洪阿哈阿帕伊岛的生命。能量从火山口喷涌而出,这个火星的远方亲戚,直接被撕碎了。(地球母亲这是觉得,她泄露了舅舅的隐私,所以要杀人灭口么……)


1月17日,卫星拍摄的洪阿哈阿帕伊岛的剩余部分。图源:maxar techonology


“岛的大部分都消失了”,斯莱贝科说,“这看起来太震撼、太戏剧性了”。


全世界的科学团队都在密切监视这个岛屿,利用光学、雷达、激光卫星来测量岛屿的剩余部分,“国际空间站的“全球生态系统动态调查系统”也在收集数据”,加文表示。


这对戈达德太空飞行中心来说,这算是一个“打脸”时刻。去年12月起,因为一系列小规模的火山喷发,火山灰冷却后,洪阿哈阿帕伊岛的面积还在逐渐扩大。加文的团队正计划提交一份“洪阿哈阿帕伊海底火山何以稳定喷发”的报告。


报告还未提交上去,2万米高的蘑菇云就不期而至。


全世界的科学团队都在密切监视这个岛屿,利用光学、雷达、激光卫星来测量岛屿的剩余部分,“国际空间站的‘全球生态系统动态调查系统’也在收集数据”,加文表示。


虽然只剩下一些残骸,但研究人员还是想继续榨取它身上的价值。


除此之外,戈达德太空飞行中心的研究人员只能希望地表之下的岩浆可以再造一个洪阿哈阿帕伊岛了。加文颇带感情地说,“如果再有这样一个岛,我们会测量它、描述它、为它写一个故事”。


本文来自微信公众号:Vista世界派(ID:dailyvista),作者:卷耳

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