石化木表明800年前“老實(shí)泉”的定期噴發(fā)曾中止。圖片來源:YINYANG/ISTOCK.COM
事實(shí)證明,“老實(shí)泉”并不總是那么老實(shí)。這座位于美國黃石國家公園的間歇式熱噴泉因平均每隔90至94分鐘向空中噴出數(shù)十米高的熱水而聞名。據(jù)《科學(xué)》報(bào)道,現(xiàn)在,地質(zhì)學(xué)家對(duì)公園里的石化木進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)有證據(jù)表明800年前“老實(shí)泉”有幾十年完全停止噴發(fā),以應(yīng)對(duì)一場嚴(yán)重干旱。10月7日,相關(guān)研究發(fā)表于《地球物理研究快報(bào)》。
世界上千余個(gè)間歇泉通常處在火山活動(dòng)活躍的地區(qū)。地面滲水在接近巖漿室時(shí)達(dá)到沸點(diǎn),但由于水在地下深處且處于高壓狀態(tài),無法變成蒸汽。最終,過熱的水熱到足以汽化,在噴泉口引發(fā)水和蒸汽的爆炸性噴發(fā)。
許多間歇泉是隨機(jī)噴發(fā)的,但當(dāng)1870年探險(xiǎn)家Henry Washburn的團(tuán)隊(duì)穿越黃石公園時(shí),他們注意到了“老實(shí)泉”的規(guī)律,并以“老實(shí)泉”對(duì)其命名,以反映其可預(yù)測性。
然而,美國地質(zhì)調(diào)查局的地質(zhì)學(xué)家Shaul Hurwitz和同事想知道它是否總是如此可靠。由于植被無法在高溫堿性水的沖擊下存活,如今,“老實(shí)泉”周圍區(qū)域一片荒蕪。然而,早在20世紀(jì)50年代,一位研究人員就在噴泉附近發(fā)現(xiàn)了大塊的古木,這些古木被“老實(shí)泉”富含二氧化硅的水礦化并保存下來。這些木頭表明,因?yàn)闆]有熱泉噴發(fā),曾經(jīng)有一段時(shí)間樹木可以生長。
為了進(jìn)行調(diào)查,Hurwitz和同事說服國家公園管理局允許他們對(duì)13個(gè)這樣的標(biāo)本進(jìn)行日期測定。放射性碳測年顯示,這些樣本來自13世紀(jì)至14世紀(jì)的百年內(nèi)。
研究人員報(bào)告說,其中三塊木頭來自扭葉松,這種樹今天在黃石國家公園仍然常見。研究人員估計(jì),其中一個(gè)標(biāo)本——一段2.4米長的樹干來自一棵80年樹齡的樹,這表明“老實(shí)泉”在近一個(gè)世紀(jì)內(nèi)未噴發(fā)。
研究人員轉(zhuǎn)向科學(xué)文獻(xiàn),尋找對(duì)噴發(fā)間隙的解釋。他們發(fā)現(xiàn),所有的樣本都出現(xiàn)在中世紀(jì)氣候異常階段的末端,這是一個(gè)整個(gè)北半球都溫暖干燥的時(shí)期,被認(rèn)為部分由海洋環(huán)流的變化造成。它始于公元950年,直至公元1200年左右其仍在美國西部造成干旱。研究人員認(rèn)為,長時(shí)間干旱讓“老實(shí)泉”缺乏噴發(fā)所需的水,而一些耐旱的樹木卻生長了起來。
未參與這項(xiàng)研究的美國他猶他大學(xué)地球物理學(xué)家Jamie Farrell表示,這種分析是有道理的?!叭绻L期干旱,沒有足夠的水‘養(yǎng)活’這些系統(tǒng),那么‘老實(shí)泉’有時(shí)可能會(huì)停止噴發(fā)。"他說。
印第安納大學(xué)—普渡大學(xué)印第安納波利斯聯(lián)合分校地質(zhì)學(xué)家Broxton Bird也認(rèn)同這一觀點(diǎn)。他說,中世紀(jì)氣候異常的嚴(yán)重程度足以讓這一事件發(fā)生。"水位越來越低,就在這一時(shí)期的末期,‘老實(shí)泉’關(guān)閉了。"他說,干旱會(huì)給美國西部的農(nóng)業(yè)造成困難,這可能有助于解釋為什么當(dāng)時(shí)美國西南部原住民的部落被遺棄。
Hurwitz和同事說,隨著氣候變化,美國西部地區(qū)發(fā)生特大干旱的可能性更大,“老實(shí)泉”未來可能會(huì)減少噴發(fā)的頻率,甚至可能完全停止噴發(fā)。
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