沉落的火山
第二次世界大戰期間,在美國太平洋艦隊的一艘運輸艦上,有一位叫哈雷·赫斯的年輕軍官,他其實是一名地質學講師,因為大戰的爆發,才離開了學校。有一次,他隨艦橫渡太平洋,向菲律賓和硫磺島一帶運兵。船上的回聲測深儀記錄到一些奇怪的現象。提到測深儀,還要先談談人們怎樣測量海水深度。100多年以前,當三桅帆船“挑戰者”號進行環球考察時,海底的深度是用一種老的方法測量,即用一根麻繩,一端拴上100公斤的重物,將它沉到海底,就能測出深度。這種方法既不準確,也耗費時間。二十世紀初期,人們發明了回聲測深儀。即用儀器接收船上發出的聲波信號受到海底反射後的回聲。這樣,在船隻航行中,就能夠測到一條海底深度線來,因為回聲信號用一枝尖筆記錄在滾動著的紙卷上。
赫斯從紀錄儀上發現,海底有了突然的變化,拔地而起了平頂的海底山。它的峰頂距海麵1,000多米,比周圍海底高出2,000多米。船的航速為10海裏/小時,從海麵駛過這一海底山要一個多小時,也就是說海底山的直徑至少在20公裏以上。在儀器記錄上,它顯得好像一個被整齊地鋸去主幹的大樹樁,兀立在洋底上。測深儀上記錄到一串的圓形海底山,這些海底山高逾數千米,四周壁立而頂部平坦,就像高原上的平頂山。這一地貌形態的發現使他詫異萬分,海底也同陸地一樣,氣象萬千,有著高山平地和奇峰異穀。為什麼會有平頂的海底山呢?赫斯認為是一群頂部已經夷平的沉沒了的火山島。為了紀念他的老師地理學家蓋奧特,赫斯決定把這種新發現的洋底景觀命名為蓋奧特。戰爭結束後,赫斯報導了他的發現。在太平洋,這樣的平頂山竟有160多個。
後來,又有一些海洋考察船,在太平洋發現了更多的蓋奧特。科學家從這些沉落島嶼的陡壁上,用拴在鋼絲繩一端的取樣器取回了不少樣品。結果證實了赫斯的預言,樣品都是火山岩。
其實,在現代海洋中,海底火山原是屢見不鮮的,科學家把它們稱為海底山。這種火山島的沉落現象,科學家也早已發現:海洋中的火山會在其自身重量的作用下發生沉降。但沉降的速度是很有限的。當火山處於活動狀態時,滾滾的熔岩從地球內部噴溢而出,加積速度大於沉降速度,於是形成火山島;而在火山的沉寂時期,由於重力的作用,火山島就會慢慢地沉入海下,成為海底山。蓋奧特與眾不同之處就在於它是平頂的海底山。它的成因如何呢?赫斯認為這些蓋奧特曾一度是火山島,是波浪的侵蝕削平了當時高出海麵的錐頂,而後,由於某種原因下沉了三、四千米,遂成為蓋奧特。但如果說是波浪的作用,這是極其緩慢的,要削去火山島的尖頂,需要很長很長的時間。是什麼原因使這些火山島長期佇立,任憑風吹浪打呢?又是什麼原因最終使這些經過海浪雕琢的火山島沉入萬丈深淵?
後來,科學家發現,蓋奧特確實是在重力的作用下沉落的。但它的平頂是否就是波浪侵蝕的呢?在太平洋星羅棋布的島嶼中,許多火山島高出海麵達幾百米。要將它們削平,談何容易!然而,平頂島也不是絕無僅有的,像塞班島、梯尼島等,頂部極為平坦。二次大戰期間,美國曾利用這些島嶼作為轟炸機的基地,其平坦可想而知。但是,這些島嶼的平頂卻並非波浪侵蝕的結果,恰恰相反,倒是漸漸沉積形成的。在另一些地方,平頂島則係由熔岩流或火山灰堆積形成的。
赫斯沒有最終看到蓋奧特奧妙的揭示,這位為揭示海底奧秘而為之獻身的學者,在1969年因心髒病暴發而與世長辭。然而,由他倡議進行的“深海鑽探計劃”的研究,在取得的豐碩成果中,也揭示了蓋奧特的秘密。
原來,在遠古時,火山噴發,噴溢出的熔岩形成了蓋奧特的基礎,形成一個高出相鄰海底千餘米的島嶼。大約1億年以前,最後一次火山噴發了,火山岩流溢出來。在火山島的邊緣生長了珊瑚礁,形成了沉積灰泥的淺水瀉湖。自從最後一次火山噴發以後,火山島就開始沉降。8,500萬年以前,海麵上仍然矗立著一個死火山的峰頂,上麵植物繁茂,萬物爭妍。植物死亡後的碎葉殘枝經過搬運,最終都沉積在瀉湖中。在漫長的歲月中,火山島繼續沉降,漂浮生物和遊泳生物的骨骸像雪片一樣落入淹沒了的古瀉湖中。最後形成厚達幾百米的海洋軟泥,將最後一個火山錐埋沒。
科學家清楚了,太平洋中的蓋奧特並非都有一個很平的頂,有的是很高的火山錐。為什麼會有平頂出現呢?原來沉沒火山的不平地形是由於沉積物淹沒而變成平頂的。並不是像赫斯設想的那樣,是靠波浪的侵蝕來削平火山錐的尖頂,更不是這些島嶼曾長期露出水麵接受波浪的剝蝕。
科學家還發現,這些海底山的形成是同火山活動密切相關的。當火山活動強烈時,隨著火山岩的噴流,形成火山島。當火山作用漸漸趨於微弱,乃至寂滅,火山島逐漸下沉,最終變成了沉沒的海底山和蓋奧特。