 《地球探索史話》 作者：葉山 版本：中國國家地理·圖書丨湖南科學技術出版社 2025年8月 在地球生命演化的從神宏偉長河中，火山扮演了獨特的話解何角色。它不僅雕塑了我們星球千變萬化的經驗表面，還深深影響著地球的觀察氣候、生物多樣性，人們甚至人類文明的識火山誕生與發展。火山的從神噴發，無論是話解何瞬間的災難性事件，還是經驗地質年代中改變陸地的微妙力量，都給地球的觀察演化史增添了豐富多彩的篇章。 自古以來，人們人們就在試圖去理解大地噴煙吐火這危險又壯麗的識火山自然現象。在歷史的從神早期，火山被視為一種能夠創造和毀滅的話解何神圣力量。在土耳其加泰土丘新石器時代早期的經驗地圖文物上，當地哈森火山的身影赫然顯現，不難想象，6000多年前的那次火山爆發給當地的先民們帶去了怎樣的震撼。 到了古典時期，古希臘哲學家們是最早嘗試在邏輯和觀察框架內理解火山現象的群體，他們希望在自然哲學的范疇內解讀火山，而不是僅僅將其歸因于神的干預。其中一位關鍵人物是恩培多克勒，他認為所有的物質本質上都可以歸結為土、空氣、火和水這四種元素，而火山則是火和土兩種元素相互交融、相互作用的結果。 亞里士多德進一步發展了恩培多克勒的理論，他提出，地球內部也存在著風，這些地底下的風會引起地震和火山活動。據他所說，當風被困在地下并快速而劇烈地移動時，不僅會引發地震，還會與巖石發生摩擦，從而升溫、著火，形成一股流動的烈焰。一旦這股烈焰找到地面的薄弱之處，就會破土而出，形成火山爆發的壯觀景象。在古希臘和古羅馬時代，類似的觀點還有很多，雖然與我們現代對火山的理解相比，這些早期的解釋往往是錯誤的，但它們仍然具有積極的意義——標志著古典時期的歐洲人對周圍自然世界的推理在逐漸進步。 歐洲人在研究火成巖方面具有得天獨厚的優勢，畢竟火山活動在歐洲文明的核心區域非常活躍。與此相反，古代中國的核心區域（東至大海，西至隴蜀，南至兩廣，北至長城）基本沒有活躍的火山活動，中國境內的火山如東北長白山、云南騰沖、新疆昆侖山等，在古代都屬于偏遠地區，甚至有些古人未曾到達這些地域。這也難怪中國古人對火山的了解比較有限。 相比之下，波斯地區（今天的伊朗）的古人對火山稍有了解。波斯東部的俾路支地區有一些活火山，其中比較著名的有塔夫坦火山。然而，與歐洲相比，波斯地區火山的數量也不算太多。其他重要的古文明區域，如印度、中南半島和兩河流域，當地人對火山的了解更是有限。因此，歐洲地質學家真是幸運，火山活動直接出現在他們的主場，尤其是在意大利和希臘。對于歐洲人來說，了解歷史上的火山噴發現象已經如同家常便飯一般——比如維蘇威火山和龐貝城的故事。 老普林尼與龐貝的毀滅 可以說，在歐洲自然科學歷史的早期階段，龐貝城的毀滅可謂重要事件。公元79年8月24日，意大利那不勒斯灣附近的維蘇威火山猛烈爆發，噴發的巖漿、火山灰、浮石和有毒氣體將山腳下的幾座城鎮徹底吞噬，其中包括羅馬帝國的掌上明珠——龐貝城，以及另外兩個位于海灣的小港口——赫庫蘭尼姆和斯塔比亞。 當維蘇威火山爆發時，羅馬帝國的官員老普林尼正好率領一支海軍艦隊駐扎在那不勒斯灣北側的米塞諾角。老普林尼原名蓋烏斯·普林尼·塞孔都斯，他曾是羅馬帝國的封疆大吏，擔任過西班牙地區的代理總督。然而，與他的政治生涯相比，老普林尼對自然科學的熱愛則更勝一籌，他用自己的所學所知編寫了西方古典時期最具代表性的百科全書《博物志》。在老普林尼生活的時代，維蘇威火山已經沉寂了很久。在它爆發之前大約150年，斯巴達克斯的起義軍甚至在這座山上建立過大本營，把前來圍剿的羅馬軍隊打得抱頭鼠竄。然而，沒人知道這座山居然是一座火山。公元79年，維蘇威火山突然爆發，讓老普林尼措手不及。作為一名熱衷自然的觀察者，他立刻命令艦隊出海，前往那不勒斯灣的海面上尋找一個視野好的角度，以便觀察這一前所未見的自然奇觀。  《活火熔城》（1997）劇照。 老普林尼有個侄子（名義上也是養子），人稱小普林尼，一直跟隨在他身邊。小普林尼預感到大事不妙，他勸叔叔不要出海，離火山遠一點。但老普林尼完全不在意侄兒的忠告，固執地要親自去觀察這場壯觀的火山爆發。畢竟，這種近距離觀察火山的機會是如此難得，他想要看個明明白白。他并未意識到，這將會是一場毀滅性的災難。從火山口噴涌而出的熾熱巖漿、火山灰和浮石如雨點般覆蓋了周圍的城市，那不勒斯灣沿岸的居民陷入了深深的恐慌。此時，已率領艦隊到達海灣中央的老普林尼看到海灣南岸斯塔比亞港口的燈塔發來了求救的燈光信號。這個信號是他的兩個朋友（一位羅馬參議員和一位他熟悉的姑娘）發出的。火山爆發引起的沖擊波在海灣內掀起了巨浪，這兩個人乘坐的船只被困在了海岸邊上，無法離開岌岌可危的斯塔比亞港口，只能通過燈塔的燈光信號向羅馬海軍求救。 老普林尼命令艦隊全速駛向海灣南岸，全然不懼滾滾濃煙和漫天的灰燼。然而對于老普林尼來說，這場和火山的比賽顯然是贏不了的，火山碎屑流的溫度可高達500℃，飛落速度更是達到了每小時150千米，遠遠超過了羅馬艦隊的速度。在這危急關頭，曾經戰無不勝的羅馬海軍士兵們逐漸意識到，他們即將面對的敵人有多么可怕。 當艦隊逐漸靠近海岸時，他們突然遭遇了一場由浮石引發的“狂轟濫炸”。浮石是一種在劇烈火山噴發過程中形成的火山碎屑巖，這種巖石內部有許多小孔，導致其密度較低，能夠浮在水面上。它由硅含量很高的巖漿凝結而成，這種巖漿具有黏度大、不易流動的特點，就像膠水一樣。由于這種黏稠巖漿的存在，火山噴發時的能量無法得到充分釋放，反而越積越多。就像一只瓶子被緊緊地封住瓶口，里面的氣壓越來越高，直到最后炸開，引發毀滅性的劇烈噴發。這場襲擊了艦隊的浮石雨，是維蘇威火山噴發劇烈程度的證明之一。 老普林尼身邊的士兵們深感形勢嚴峻，紛紛勸他放棄行動，因為強行靠岸實在是太危險了。然而，老普林尼堅持冒險救援，他站在船頭，引用劇作家泰倫提烏斯的名句，慷慨激昂地命令士兵們：“命運會眷顧勇敢的人！向參議員的方向，前進！” 這個決定最終要了老普林尼的命。當艦隊靠近海岸時，老普林尼才看清，昔日繁華的斯塔比亞港口早已在火山灰和浮石的摧殘下變成了燃燒著的殘垣斷壁。城內城外聚集著從龐貝逃過來的人。 此時，距離火山更近的龐貝城已經被火山碎屑流徹底摧毀，驚恐萬分的幸存者們難以相信，自己曾經生活的那座被譽為南方海濱明珠的城市——經歷過第二次布匿戰爭、同盟者戰爭、斯巴達克起義以及數次大地震而屹立不倒的堅城龐貝，竟然在一夜之間從地圖上消失無蹤。 老普林尼在斯塔比亞港口尋覓著他的朋友們，但只找到了參議員一人，沒有人知道那位姑娘的下落。此時，火山噴發已達到了高潮，而風向正巧轉向了海灣南岸，火山灰和巨浪一股腦兒地沖向了斯塔比亞。由于老普林尼此次出海乘坐的是相對較輕的小型戰船，而非主力戰艦，因此連他的羅馬海軍也陷入險境了。  《活火熔城》（1997）劇照。 看著斯塔比亞的建筑一座座坍塌，焦慮如瘟疫般在士兵們的心中蔓延。為了安撫部下，老普林尼和參議員在一座相對完好的建筑內安排了一場聚餐和派對。然而，在這個節骨眼兒上，士兵們哪里還有心思享受美食呢？隨著浮石不斷落下，建筑物搖晃得越來越劇烈，恐懼驅使他們從建筑中撤離出來。突然，一塊浮石砸中參議員的腦門，瞬間就送了命。 見到這一幕，曾經在戰場上無所畏懼的羅馬士兵們崩潰了。面對如雨點般墜落的浮石以及逐漸迫近的火山灰云，他們陷入了前所未有的恐慌，和周圍那些普通居民一樣，如同被鬼魅追趕一般四處奔逃，就連貼身衛隊也丟下主帥老普林尼一哄而散了。 3日之后，恐怖的火山灰隨風消散，返回斯塔比亞的人們在一堆浮石之下找到了老普林尼的遺體。可惜這位曾經叱咤風云、文武雙全的老普林尼，最后卻如螻蟻一般死于非命。據說他的身上并未發現明顯的外傷，因此很有可能在被浮石埋沒之前，就已經死于有毒的火山煙霧之中了。 火山噴發：直插天際的“松樹” 在火山爆發期間，因為風向的關系，位于那不勒斯灣北岸的米塞諾角軍港幸運地逃過了火山灰的侵襲，小普林尼躲在那里詳細地記錄下了火山噴發的整個過程。在給他的朋友、歷史學家塔西佗的兩封信中，小普林尼描繪了他所目睹的景象，那是一幅舉世罕見的驚人畫面，他形容道：“一朵云從火山頂部升起，猶如一棵直插天際的松樹，我無法用語言給出更精準的描述。” 他觀察到云從火山噴發出來，逐漸擴散直至達到極限高度，而其底部仍與山頂相連——我們現在明白，他所描繪的就是所謂的火山噴發柱和碎屑流。自那時起，這種形似松樹的火山噴發柱被命名為“普林尼柱”，若火山噴發呈現出普林尼柱，則該噴發就被歸類為強烈噴發。 小普林尼還細致地記錄了與火山噴發相關的各種現象。例如，火山噴發前幾無異常征兆，除了幾次規模不大的地震。噴發時，大量的火山灰襲擊了那不勒斯灣海面的船只，而浮石雨則侵襲了周遭的城鎮。小普林尼也捕捉了人們面對災難的反應，雖然米塞諾角幸免于難，但白天突然變成伸手不見五指的黑夜，以及紛紛揚揚飄落的滾燙塵埃和偶爾砸下的浮石，還是引發了巨大的恐慌和混亂。 人們把枕頭綁在頭上，以抵擋四濺的火山浮石碎片；很多人以為世界末日來臨，甚至以為自己已身處地獄之中，他們開始虔誠地懺悔。當情況稍有好轉，人們嘗試從戶外撤離時，小普林尼記錄了驚慌失措的人群在厚厚的火山灰下逃離的混亂場景。許多人因吸入火山灰而窒息，更多的人在互相擁擠踐踏中倒下。  《活火熔城》（1997）劇照。 總體而言，小普林尼的詳細目擊描述為人們了解自然災害提供了寶貴的資料，并為后代對火山的科學理解作出了巨大貢獻。這份筆記在接下來的上千年時間里，一直是歐洲人研究火山活動的重要材料。從此之后，像維蘇威火山這一類伴隨著“松樹”般的高大火山噴發柱、浮石雨和激烈氣體爆發的火山噴發，被命名為“普林尼式噴發”。這個名詞至今仍在廣泛使用。 普林尼式噴發的特征在于其持續噴發至平流層的由巖漿、火山灰、浮石和氣體組成的噴發柱。當噴發柱在自身重量作用下崩塌時，其內的物質會沿著山坡迅速滑落，并散播至廣大區域，繼而引發由快速移動的熱氣體和巖石碎片組成的火山碎屑流，具有極大的破壞性。小普林尼所描述的那種“松樹”形狀的火山噴發柱，是由不同高度的風速差異所導致的，使得柱體頂部向外擴散，而底部仍相對狹窄。此外，它還受到作用在噴發柱內不同顆粒的浮力影響，顆粒的密度和浮力大小決定了噴發柱的形狀。小普林尼的這些觀察對于理解爆發性火山活動具有至關重要的意義。他的敘述為我們提供了對這些強大自然現象的早期記錄。 火山之地：殖民野心之所在 盡管已經過去了上千年，龐貝古城的故事仍然在歐洲廣為流傳。文藝復興之后，許多歐洲貴族和學者們，每每前往意大利旅游時，總要去拜訪維蘇威火山和更為活躍的埃特納火山。然而，隨著大航海時代的開啟和地理大發現的序幕拉開，大多數歐洲人對火山的關注點開始發生變化。他們不再關心火山爆發的詳細原理，而是更熱衷于在世界各地尋找更多的火山——因為在某種程度上，火山意味著肥沃的土地，而肥沃的土地則意味著新的殖民地。 現代土壤科學告訴我們，火山灰和熔巖流中的一些礦物質和營養成分會因為風化作用而融入土壤，使得土壤非常適合農業耕種。盡管歐洲人在大航海時期并不知道這一科學原理。但他們自古以來就觀察到火山周圍的土地特別肥沃，例如意大利人一直都知道，維蘇威火山和埃特納火山的山坡下遍布郁郁蔥蔥的葡萄園。早在古希臘時期，亞里士多德的學生泰奧弗拉斯托斯就已經指出，火山灰明顯地改善了土壤質量，這一現象后來被稱為“火山肥力效應”。 在近代早期，大航海和殖民活動讓歐洲人有機會接觸到全球各地的不同景觀，其中包括許多火山密集的地區。在中美洲地區，加勒比海的小安的列斯群島是一個典型的火山島弧。葡萄牙的水手在馬德拉群島、亞速爾群島以及加那利群島等大西洋的火山島嶼上，開辟了繁榮的葡萄種植園。當西班牙的征服者們到達墨西哥高地時，他們發現當地的阿茲特克人一直在肥沃的火山土壤上種植玉米和豆類等農作物。 這些經歷讓西班牙殖民者中的地理學家認識到，在火山附近定居具有潛在的好處。盡管存在火山爆發的風險，但肥沃的土壤帶來的經濟效益足以抵消潛在的災難。于是，西班牙人迅速在火山周圍建立了咖啡、甘蔗和香蕉種植園，例如墨西哥的波波卡特佩特爾和危地馬拉的帕卡亞。這些種植園以豐富的食物供應維持了殖民地的繁榮。后來的歐洲殖民者們陸續在火山附近建立了一個個據點和城市，這些定居點的繁榮在很大程度上的確得益于肥沃的火山土壤所帶來的高產的農產品。  紀錄片《火山》（1991）劇照。 除了農業，火山在殖民時代也賦予了歐洲列強無可比擬的戰略優勢。為了探尋浩瀚大海中的火山島，歐洲各國往往會派遣探險家和測繪專家。這是因為火山島常常位于海上航線的關鍵位置，具有天然港口、補給資源以及軍事上的地緣優勢。 比如，北大西洋的佛得角群島、加那利群島和亞速爾群島都與火山活動息息相關。在大航海時代，它們不僅提供淡水和食品補給，還是船隊在穿越大西洋之前抵御海盜的庇護所。它們處于重要的戰略位置，是歐洲本土和美洲、非洲殖民地之間航行的中轉站，有助于控制利潤豐厚的奴隸貿易路線，因此成為16―18世紀奴隸貿易的重要基地。 位置更北的冰島雖然不是傳統意義上的殖民地，但這座大型火山島的漁業資源和軍事價值卻引起了幾大歐洲強權的關注。在17世紀末，法國曾在冰島東海岸建立據點，旨在開發當地的漁業資源，同時維護其在北大西洋地區的戰略利益。 加勒比地區的圣基茨和尼維斯是歐洲人在西印度群島早期定居的殖民地之一。那里肥沃的土壤支撐著利潤豐厚的甘蔗種植園的發展，而其港口則強化了對該區域海上航線的控制。這個地理位置優越、土壤肥沃的群島在17―18世紀期間甚至引發了英國和法國殖民者的激烈競爭。 留尼汪島位于印度洋連接歐洲與澳大利亞的主要航線上，擁有世界上最活躍的火山之一——富爾奈斯火山，因此具有巨大的潛在軍事利益。法國在殖民時代將其納入囊中。而在太平洋上，火山眾多的夏威夷群島在19世紀成為美國捕鯨船的重要補給站，鑒于其重要的戰略位置，美國將它逐步發展成一個重要的樞紐，并最終成為其第50個州。日本在成為新興列強后，也占據了硫磺島、塞班島等一系列地理位置重要的太平洋火山島嶼，在第二次世界大戰期間，美軍和日軍曾圍繞這些島嶼展開激烈的戰斗。火山地區往往因為富含寶貴的礦物資源而成為頗具吸引力的開采目標。因此，地質工程師往往也會成為首批入駐火山島的殖民者。例如，火山能夠提供重要資源——硫黃。從殖民時代開始，硫黃被廣泛應用，包括生產火藥、制造硫酸等工業化學品，甚至還有藥用價值等。一個典型的例子就是爪哇島的卡瓦伊真火山群，那里擁有世界上最大的天然硫礦藏之一，在殖民時代吸引了荷蘭人的目光。盡管環境惡劣、工程危險，但荷蘭在占領此地后，仍舊在危機四伏的火山口里開采硫黃資源，并獲得了巨大利益。還有一些火山景觀則搖身一變，成為備受歡迎的旅游目的地或療養勝地。從殖民時代起，它們便吸引著歐洲上層人士尋求“異國情調”體驗或火山溫泉體驗。例如，新西蘭羅托魯阿地區的溫泉在英國殖民時期成為重要的海外旅游景點。通過這些方式，火山在殖民時代受到了歐洲人的追捧，并對殖民模式產生了深遠的影響。 隨著現代地質學的誕生，一些地質科考探險活動開始瞄準偏遠的火山島。這些考察既服務于科學目的，也服務于地緣政治目標。比如，英國探險家詹姆斯·庫克的橫渡太平洋的航行，不僅繪制了包括新西蘭在內的許多火山島的地圖，還為后來英國對這些海外領土的主權主張奠定了基礎。同樣，在拿破侖時代，博物學家圣文森特領導的法國探險隊對留尼汪島進行了考察，將對火山的科學研究與法國在該地區的殖民主張結合起來。這些考察活動使火山融入了更為復雜的國家利益博弈之中——它們獨特的地質屬性影響了幾個世紀以來人類探索、定居和沖突的模式。 殖民主義與火山科學 我們必須承認，殖民時期留下的目擊記錄、官方信件、政府文件、船舶日志等檔案為我們提供了有關火山噴發的詳細報告，其中蘊含的許多有價值的信息是無法僅憑地質考察得知的，因此具有極高的科學價值。例如，1717年危地馬拉富埃戈火山噴發時，統治當地的西班牙人留下了大量書面記錄，他們匯編的文件記錄了有關這次火山爆發的諸多地質信息以及具體的噴發時間和影響。這些記錄為后世火山研究提供了寶貴的資料。 在這些檔案的生成過程中，涌現出了一批杰出的早期火山學家，他們為火山學及更宏觀的地質學發展貢獻了巨大的力量。然而，受時代背景的影響，這些在殖民地工作的火山學家通常也持有較為極端的種族主義和殖民主義觀念，他們的成就往往伴隨著對殖民地原住民的壓迫。 活躍于19世紀末至20世紀初的德國火山學家卡爾·薩伯便是一個成就卓越但充滿爭議的人物。他曾在中美洲的危地馬拉生活了12年，在此期間他開展了廣泛的火山科考，取得了豐碩的學術成果。從嚴格意義上來說，他是世界上專門研究火山的早期學者之一，因為在他之前，關于火山及火成巖的研究主要由其他領域的地質學家兼任（比如后面將會介紹的維爾納和赫頓）。  《活火熔城》（1997）劇照。 薩伯改變了這一現狀，成為火山學的專職學者，他收集了自1500年以來世界各地大型火山噴發的數據，并提出了基于噴發物質總量的火山活動量表，用于表示火山爆發的劇烈程度。這一創新影響深遠，甚至在20世紀70年代英國氣象學家哈波特·蘭布研究火山灰與氣候變化的關系并提出火山灰塵指數時，仍有30%的數據是基于薩伯當年整理的資料。 薩伯在學術上成就斐然，但在思想上，他卻是一個不折不扣的種族主義者和殖民主義者。在研究火山之余，他“巧妙地”將科學知識與危地馬拉咖啡種植園的管理相結合，毫不保留地將自己的種族主義傾向融入科學研究之中，試圖以科學手段來論證危地馬拉的土著居民為殖民者工作是天經地義的。 薩伯與德國地理學家拉采爾（地理達爾文主義的倡導者）保持著良好的關系，他們曾共同撰寫關于環境決定論的著作，將土壤、種族、氣候和歷史緊密聯系在一起。在著作里，薩伯不僅論證歐洲人的天生優越性，還為納粹思想吶喊助威，試圖從科學角度將德國的領土擴張和侵略行為合理化，這種行為讓這位才華橫溢的科學家在后世受到詬病。其實，薩伯的情況在殖民時代的火山學界并非個例，而是一種普遍現象，這種基于歐洲殖民史的偏見直到20世紀末才隨著殖民主義的謝幕而從火山研究中消退。 本文節選自《地球探索史話》，已獲得出版社授權刊發。 原文作者/葉山 摘編/何也 編輯/張進 |