定時沸騰的魔泉:斯丘古之謎
冰島到處有間歇泉,最大的位于島的西南角。斯丘古泉霧氣繚繞的寧靜水面,每隔4~10分鐘,便會變成沸騰的大鍋,猛烈噴出一道高高的沸騰水柱。
斯丘古噴泉像受人控制一樣,每隔一定時間,便向空中噴出高達22米的沸騰水柱。幾秒鐘后,響起一陣蒸氣嘶嗚聲,噴泉便停歇下來,水面重歸平靜,上面籠罩著一團蒸氣。不久水面又開始起伏,顯示另一次噴發快要出現,然后水面起伏加快,中間鼓起冒出氣泡。跟著氣泡突然爆裂,水柱再次噴出。無怪乎“斯丘古”在冰島語中意為“翻滾”。
斯丘古泉位于冰島惠特河旁的地熱區,距雷克雅未克以東80千米。這個地區有許多熱水蒸氣池和熱泥漿池,大噴泉也在這里,此泉是噴發力最強的間歇泉。
大噴泉是世界知名的溫泉,泉水噴射高度曾達70米。1810年時,此泉每隔半小時噴射一次。5年之后,泉水噴射間隔的時間延長到6小時;到1916年,噴射完全停止。1935年,把泉眼上的水排掉一些后,又恢復每半小時噴射一次。
今天,大噴泉又歸于沉寂。有時技術人員為了向參觀者展示壯觀場面,會把大量肥皂液灌進泉里,提高泉水密度,好像給泉眼加上蓋子,使蒸氣不能散發。然后抽掉部分皂液,降低壓力,泉水隨即就噴射了。
冰島位于中大西洋海嶺上,正好處在兩塊巨大地殼板塊分離之處。這里地殼薄弱,地下的熔巖就涌上來,加熱了地下水,形成間歇泉噴出來。所以島上有這么多間歇泉。
溫泉和熱泥漿往往位于熔巖接近地表,且靠近地下含水層處,惠特河谷就是這樣的地方。熔巖把含水層和其中的地下水一起加熱。熱水若不受阻礙,就會升到地表形成滾翻的溫泉或熱泥漿池。然而,如果有一部分水困在含水巖石的孔隙,會加熱到更高的溫度,形成間歇泉。起初,水因受壓而不能沸騰,隨著熱度升到超過正常沸點6攝氏度時,過熱的水開始沸騰。蒸氣壓力越來越強,令泉眼上的水冒泡鼓起,這樣降低了里面的壓力,使更多的水沸騰。最后,過熱的蒸氣把熱水柱噴射出來,就像從大炮射出一樣。接著水又開始在受熱的巖石孔隙中積聚,整個過程再次重復。
1900年初,冰島人就有效利用地下熱能,供工、農業和家庭之用。到1942年,他們建成了巨大的管網系統和泵站,將天然熱水輸送到首都雷克雅未克附近各區的巨大儲水罐里。天然熱水水源都經過慎重挑選,以免影響斯丘古和其他噴泉噴發。
今天,冰島的大多數家庭都由這一系統供應熱水。在其他地區,工程師把冷水用泵輸入地下,由火山巖加熱后,供居民使用。
“神足”橫跨地球中心:赤道巨足之謎
基多是赤道之國厄瓜多爾的首都,也是世界上距離赤道最近的首都。赤道線從基多城北22千米的加拉加利鎮貫穿經過。厄瓜多爾在歷史上是印加帝國的一部分,古代印加人很早就知道把地球一分為二的赤道線,他們管它叫“太陽之路”,把基多稱做“地球中心”。印加人在加拉加利鎮上建造了一座圓形無頂的太陽觀察臺,在旁邊筑起了太陽神廟。但是,這里有一個人們平時難以看到的奇特景觀:赤道巨足。火山噴發后,熾熱的白色熔巖凝結、硬化成巖石,巖石恰如一只燒鑄而成的巨足,不偏不倚恰好踩在地球的平分線上。但是這種奇特現象只有在高空中才能俯視到,人在地面上由于地球呈球形,地形呈傾斜狀態,無法看到。
那么,上述奇觀怎么會出現的呢?一種觀點認為那里地處赤道,地殼活動頻繁,完全有可能是在哪一次火山爆發后噴出的巖漿,在硬化過程中湊巧形成了這一奇異形狀,也就是說這是大自然的杰作;一種看法是花崗巖石經過長年累月風化、侵蝕,從而造成了現在這一奇特的地貌;還有一部分人認為是古代印第安人在已有的自然形狀上再創造,加工、雕刻成目前的模樣,目的是為了作出標記,讓人們知道這里就是地球的平分線。他們的理由是,早在好多世紀以前,基多就已經成為古代印加帝國的政治、宗教中心,印加人自古就崇拜太陽神,自詡是太陽的子孫。居住在基多附近的土著居民,即印加人的一支魯倫班巴人,在當時就已掌握較高的天文、數學、建筑藝術知識與技術,幾乎準確無誤地把太陽神廟建造在地球的平分線上。因此,認為巨足是古代印第安人在大自然恩賜的石塊上藝術再創造的結果,這點也完全是可能的。
那么,究竟是何種原因造成了赤道巨足,這點目前還無法確定,只有等待后人的進一步研究了。
死亡陷阱:真實的流沙
世界上許多地方都有流沙,但對流沙的成分一直所知甚少,直到近年來才獲得一點知識:這類沙與一般表面參差不齊的沙粒不同,圓沙粒像小小的滾珠軸承,滾動的時候很少摩擦力,因此任何重物都會在圓沙中迅速下沉。另一說法認為,沙粒受到黏泥或其他光滑物質的潤滑,使它們受重滑開。
研究人員發現,濕沙跟干沙同樣可以支撐重量,但濕沙中有水。如果水留在沙中不動,沙不會流;不過,假如水在沙中以某種方式流動,沙就隨之流動了。假如沙粒細,上涌水流又急,就變成“超流沙”狀態了。這種沙雖然表面看來像混凝土一樣堅實,但人一踏足其上立刻就會下沉。水流慢,而沙粒粗的時候,便成為慢流沙。踏上去走幾步,通常還能轉身再走出來。
如果人在流沙中不是馬上下沉,而且還可以露出頭來,就可能像在水中那樣浮起來。液體浮力的定律,流沙也適用。物體在液體中所受的浮力,等于本身體積所排的液體的重量。同時,因為流沙比水重,所以人在流沙里比在水中更容易浮起來。
碰到流沙的話,試依照下列的守則去做:第一,不要驚慌,流沙很少取人性命。第二,快叫同伴退后。第三,把背包或其他重物丟掉。第四,身向后仰,伸開四肢有如大鵬展翅。這樣就有可能會使你浮在沙上。最后,輕輕地向硬地蠕動或滾動。在懷疑有流沙的地方行走時,最好攜帶一根木棍,必要時可作救援之用。
被掩埋的古寺傳說:會“唱歌”的西奈沙漠
現時科學家正在竭力解答一個難解之謎——鳴沙現象。聲音響亮的鳴沙在世界各地許多沙灘及沙漠上都有。人在鳴沙上行走,腳會深陷沙中,因為沙粒很松散。沙粒數以百萬計,表面非常光滑,造成一陣連續的振動,發出悠長的聲音,好像音樂。
鳴沙的現象,也可以解釋西奈半島某處埋有一所寺院的古老傳說。相傳有一所寺院被龐大的沙丘掩埋,但寺院的群鐘依舊發出悠長的音調。路經沙漠的游牧民族及其他旅客,有時會聽見這種鐘聲。據說旅客所騎的駱駝,來到這座神秘山丘,聽見地下發出的音樂就會吃驚。起初,聽到的聲音有如豎琴弦線被微風吹動時發出的一樣。但在沙層下瀉速度增加,移動加劇后,發出的聲音就比較像一根濕手指在玻璃上擦劃所產生的聲音。崩瀉的沙層到達山腳時,回響有如遠處的雷聲,使游客所坐的巖石也震動起來。
約200年前,許多歐洲人到西奈山朝圣后,似乎都證實他們曾在沙漠某處,聽見悠長穩定的鐘聲。這種聲音好像是阿拉伯僧侶拿來作鐘用的懸吊金屬棒被不斷急促敲擊一樣。但聽見聲音的地方卻杳無人煙。
1940年,英國物理學家巴格諾爾德調查鳴沙的現象,這是第一次有人用真正科學的方法研究鳴沙。巴格諾爾德發現,鳴沙通常在兩種普遍的地點發生——海岸上及沙漠沙丘和沙灘的滑落面(或背風坡)上。只要在上層的干沙上迅速擾動,譬如在沙上走動、用手掌掃過或用一根棒垂直插進去等動作,都能發出聲音。
他發現用上述方法去擾動沙漠上的沙,所發出的聲音頻率較低。但是沙漠的沙在向下崩瀉時,表面速度足以使它發出清晰可聞的嗡嗡聲,甚至更高的音調,這要視崩瀉的速度而定。南非卡拉哈里沙漠的沙移到比勒陀利亞后,因為沒有沙漠環境,就會喪失它的發聲特性,除非在實驗之前,能把沙貯藏在密封的容器內。把沙加熱到攝氏200度,也可以恢復其發聲的特性。由此可見,濕度可能使一些沙漠上的沙粒失聲。
最近,幾位科學家發現沙粒的圓度,并非鳴沙的主要特點。但沙粒的大小劃一,反而最重要,可使沙堆產生發聲的特性。此外,如有塵埃,嗚沙發聲就會減弱,有時甚至完全發不出聲。沙粒經過琢磨,未受其他物質污染,而且全部大小相近,就會發出鳴聲。如果不斷加以搗碎,這類小沙粒就喪失“鳴叫”的特性,但用篩分、沖洗或煮沸等方法把幼細的碎屑除去,即能恢復其特性。
鳴沙究竟為什么會具有發聲的特性呢?科學家們說,如要產生任何聲音,兩層或多層沙之間必須有切力運動。如果沙層單薄而又無邊限;只有斜敲,才能發出聲音。在實驗室里進行試驗,從上而下敲擊證明是產生切力運動的簡便方法,但沙堆必須限于容器里面才能見效。不過,這種現象究竟怎樣發生,依舊是個謎。
大自然的鬼斧神工:通向大海的4萬個臺階
愛爾蘭北部海岸的一個海角,數以萬計的多角形樁柱拼在一起成蜂巢狀,構成一道獨一無二的階梯,直伸入海。火山熔巖慢慢冷卻后會成何模樣,這是最壯觀的實例。
按照神話,愛爾蘭巨人麥科爾砌筑了一條路,從他在愛爾蘭北部安特里姆郡的家門穿過大西洋,到達他的死敵蘇格蘭巨人芬哥爾在赫布里底群島的根據地。但敵人狡猾地先發制人,從自己的斯塔法島來到愛爾蘭。麥科爾的妻子騙芬哥爾說,熟睡中的麥科爾是她襁褓中的兒子。芬哥爾聽了甚是害怕,擔心襁褓中的兒子已如此巨大,其父定然更加巨大。于是驚惶地逃到海邊安全的地方,并立即把走過的路拆毀,令砌道不能再用。
雖然科學家已知道賈恩茨考斯韋角是怎樣形成的,但因何會流傳出這樣一個神話卻不難想象。單看砌道的規模已令人想到這定然出自超人之手。從高空下望,它確實像沿著275千米長的海岸,由人工砌筑出來的道路,而且還往北延伸150米,進入大西洋。大部分的樁柱數目更是駭人:約有4萬根玄武巖樁柱,全都是形成規則的多角形,大部分是六角形,而且還緊密地拼合在一起,要插把刀子進去也很難。
撇開神話不談,關于這條砌道是怎樣形成的,就有過多種理論解釋。
有人認為是石化了的竹林,或是海水中的礦物沉積所致。今天,大部分地質學家都認為源自火山活動。約在5000萬年前,愛爾蘭北部和蘇格蘭西部的火山活動開始活躍,地殼上不時出現火山口,涌出的熔巖流遍周圍,深達180米。熔巖冷卻后硬化,但在新爆發之后,另一層熔巖又覆蓋在上面。熔巖覆蓋在一片硬化的玄武巖層上,就冷卻得很慢,收縮也會很均勻。熔巖的化學成分令冷卻層的壓力平均分布于中心點四周,因而把熔巖拉開,形成規則形狀,通常是六角形。這個過程只須發生一次,使基本形狀確定下來,六角形便會在整層重復形成。冷卻過程遍及整片玄武巖,因而形成一連串的六角形樁柱。在首先冷卻的最頂上一層,石頭收縮,裂成規則的菱形,就像干涸河床上泥土龜裂一樣。當冷卻和收縮持續,表面的裂縫向下伸展,直達整片熔巖,把石頭分裂成直立的樁柱。千萬年來,海洋侵蝕堅硬的玄武巖柱,造成今天樁柱高低不一。冷卻的速度亦對石柱的顏色有影響。石內的熱能漸漸散失后,石頭便氧化,顏色由紅轉褐,再轉為灰色,最后成為黑色。
這條砌道給世世代代的藝術家和作家帶來不少創作靈感,被贊頌為“造化的祭臺與殿宇”。
(摘自《世界地理未解之謎全記錄》)