王安亦
16世纪,冒险家皮萨罗在获得了西班牙国王的准许后,带领第一波西班牙战士远征秘鲁。他们杀死了当时的印加国王,掠夺了大量的黄金和其他财宝,并带回西班牙。轻而易举得来的大量财富吸引了更多西班牙人前往秘鲁。后续的西班牙人登陆这个南美王国,询问当地的印加人:哪里还有黄金?印加人告诉他们,在亚马孙丛林深处,坐落着黄金城市帕依提提。前往寻找黄金的西班牙大军一批批深入雨林,这些西班牙人大量死在了寻宝路上。原来,印加人是故意将西班牙人引入危险的雨林。少数幸存的西班牙人回到国内后,向国人讲述了他们在亚马孙遇到的种种奇闻:巨蟒能将活人勒死后整个吞下;巨型的蜘蛛不但能捕猎鸟,它们腹部带倒钩的刚毛能给人造成难以忍受的剧痛;寻宝大军在雨林里穿行,要时刻提防不知哪里射出的毒箭,这种用箭毒蛙分泌的毒液涂抹的箭头伤人后,伤者十分钟内就会去死;在雨林深处,流淌着一条时刻都在沸腾的河流,高温的河水足以把任何跌落水中的生物活活烫死。
在秘鲁长大的安德斯·鲁泽小时候经常听他的爷爷讲这些故事,他最忘不了的是那条神秘又滚烫的沸腾河。目击传说之河
传说中的沸腾河是否真的存在?沸腾河之谜伴随着鲁泽走过了童年时光。鲁泽长大后,对沸腾河之谜的执念促使他在大学选择了地热学,并在日后成为了一名地球物理学家。在学习工作中,鲁泽经常向专家请教沸腾河是否可能存在,得到的都是否定。因为地球上确实存在一些地热河,但都位于火山附近。能够制造出如此庞大的地热现象,说明附近一定有强大的热源。亚马孙地区没有火山或岩浆系统,因此专家认为,雨林里的沸腾河只是传说。
就在鲁泽快要放弃继续探寻沸腾河的时候,事情出现了戏剧性的转变。在一次家庭聚会上,鲁泽的姨妈说,的确有沸腾河存在,并且自己小时候还在河里游泳,姨妈的话得到了鲁泽姨夫的证实。更巧的是,他的姨妈刚好认识当地的萨满。因为沸腾河是当地的圣河,外人拜访必须得到萨满的许可。对鲁泽来说,多年的追寻都没有结果,最后竟然是自己家人帮上了忙,他立刻表达了自己想前往沸腾河的强烈意愿。在姨妈的牵线搭桥下,他联系上了当地部落。鲁泽获得了前往沸腾河的机会,一切都进展得非常顺利。
2011年11月,鲁泽一行人抵达秘鲁东部城市普卡尔帕,在这里他们换乘汽车,辗转来到亚马孙丛林深处,阿沙宁卡原住民居住的马雅图雅丘。在萨满弟子的带领下,一行人不知道在茂密的雨林中走了多久。渐渐地,他们身边的环境发生了变化:烟雾和水蒸气从树林间升起,空气变得越来越潮湿。忽然,鲁泽听到了什么声音,他们越往前走,声音陧慢地变得越来越响。这声音听上去就像此起彼伏的海浪。鲁泽爬上一处高地往下看,一条沸腾的河流就在脚下的河床上流淌。清澈碧绿的河水流速很快,就好像一条绿松石飘带在象牙般洁白的河岸问来回飘荡。
鲁泽迅速掏出早己准备好的温度计测试河流的温度。在对河流进行了多点测温后,鲁泽计算出河流的平均温度为86℃。这个温度虽然没有达到沸点,但已经非常接近。激动万分的鲁泽努力从狂喜中镇静下来,他开始观察眼前的河流。沸腾河的河水温度很高,水流也很快。要加热如此多的流水,附近势必有巨大的地热源。这时,带路人说要带他们去看上游的源头,那里也是沸腾河最神圣的所在。鲁泽非常兴奋:一切问题的答案或许就在河流的源头?
来到河流的源头后,鲁泽不敢相信他看到的景象。在河流的源头部分,汩汩流淌的河水并不像下游河水那样弥漫着蒸汽,也感觉不到河水的高温。温度计测量结果显示,这里的河水温度很低。如果源头喷涌出的不是热泉,而是常温水,那河水肯定是在中途因为某种原因而被加热,才有刚才他看到的冒着蒸汽的热河。
带路的向导告诉鲁泽,沿着河往下游走一段路,就可以看到孕育冷水和热水的蛇神。一行人走了没多久,河面上的蒸汽渐渐多了起来。向导将他们带至一块形似蛇头的巨石旁,告诉他们这里就是热水的出口。鲁泽认为,这应该是一口热泉眼,泉眼中涌出的热水与冷水混合,形成的高温水滚滚流入下游。为了验证猜测,他将测温探头绑在一根长长的木条一端,将木条尽可能深地靠近河床深处,探头越深入水下,传回的温度数字越高。最后,他们测得深处河水的温度最高可达96.8℃。这里经常有动物不小心落入河水中被活活烫死。要是人把手伸进水里,用不了几秒就能造成2度至3度烧伤。从此涌出的高温地下水,就是河水沸腾的原因。
不知不觉夜幕降临,一行人在河边扎营休息。每当夜晚来临,安第斯山脉吹来的冷空气便涌入亚马孙雨林,这让河面上升起大量蒸汽,蒸汽最高处甚至超过地面30米。虽然晚上气温下降了许多,但是河中巨石的余温尚在,一些治疗师用温热的巨石帮助病人缓解病痛。
第二天鲁泽醒来后,萨满弟子告诉他,沸騰河的河水可以直接拿来泡茶。清澈的河水泡出的茶不但没有怪味,反而甘甜可口。这个奇怪的现象立刻引起了鲁泽的注意,因为地下水是一种天然溶剂,一般含有各种矿物成分、气体成分和微生物等,沸腾河的河水没有异味反而很奇怪。常见的地热水类型有富含碳酸钠的重曹泉、以氯化钠为主的食盐泉和以硫酸钠离子为主的芒硝泉等等。地热水体中还经常含有铜离子、铁离子、铝离子、硫黄和氢离子,大多数物质都会让水产生令人不愉快的口感。这些矿物质本来属于地热水途经的岩石,在高温高压水的冲刷下,岩石中的矿物成分就进入了水中。通常水温越高,溶解出的矿物质也越多。少量的地热水中含有偏硼酸,一些酸性温泉中还溶解有铅、砷等重金属,因此并不适于饮用。如果地热水出现在火山区,水中通常溶解有臭鸡蛋气味的硫化氢。沸腾河水中没有发现硫化氢的味道,这也符合亚马孙雨林附近没有火山系统的事实。
为了能准确测量沸腾河的平均温度,鲁泽团队选择在没有降雨的时间段内对沸腾河全流域进行温度测量。结果显示,沸腾河在不同河段呈现出不同的温度。从源头流出的冷水被加热后,在一些河段温度下降,随后河水温度又再次上升。这样的温度变化会出现数次,这说明热泉涌出点不止一处。神秘的热源究竟是什么?
秘鲁南部的纳斯卡板块和南美板块相互作用,形成的安第斯山脉贯穿了秘鲁。在板块挤压的过程中,一块板块被顶到了另一块上方,这个过程叫作俯冲作用,从中生代一直持续到现在的地质演化都受到了俯冲作用的控制。板块互相作用,造就了秘鲁境内丰富的地热资源——秘鲁国内遍布的温泉、间歇泉和喷气孔就是最好的证据。
随着研究深入,鲁泽发现他并不是第一个研究沸腾河的人。80多年前就已经有人发现并勘探了沸腾河。20世纪20年代,当时的秘鲁政府希望扩大亚马孙流域居民的居住圈。1929年时,秘鲁政府邀请美国地质学家罗伯特·莫兰在亚马孙河流域指导修建铁路项目。莫兰乘坐飞机考察亚马孙河时,在雨林中发现一处巨大的椭圆形突起地貌。勘探经验丰富的莫蘭立即指出,这可能是一处盐丘油气藏。盐丘的形成是因为盐层和砂石沉积物有密度差。在压力作用下,密度较轻的盐体向地表流动,从而形成盐丘。莫兰认为,该地区应该有相当丰富的石油储量。
在随后三年里,莫兰多次前往盐丘实地勘察。莫兰和同事们在亚马孙雨林中勘探时,就遇到了沸腾河,但沸腾河的发现让莫兰一行人感到绝望。为什么一个地质学家在发现了一处难得的地质奇观后,不但不兴奋,反而绝望呢?这是因为莫兰认为,地热河的发现,说明盐丘下存在火山结构,而火山结构会大大消耗油气藏的储量。就算地下真的有石油或天然气,也已经被大量消耗,不具备开采价值。但是随后,莫兰又否认了这种观点,因为他在别处发现了自然渗出地表的石油。因发现地并不在沸腾河流域,所以莫兰指出,沸腾河的成因并非是出于火山系统。
既然沸腾河附近没有火山,那是什么原因导致了雨林中出现一条高温河?美国黄石国家公园也有一条类似的“沸腾之河”。火山系统造就了全世界超过半数的地热现象,黄石国家公园沸腾河的高温就来自火山系统。但对于秘鲁的沸腾河,鲁泽和他的同事经过多年研究后发现,造成河水沸腾的原因,很可能是某个地下大型热液系统,并且这个热液系统没有火山参与。
亚马孙地区的盆地构造和充沛的雨量,决定了大量雨水很容易顺着岩石裂缝渗入地下。相对于矿物结晶形成的盐岩,由沙砾和黏土形成的沉积岩内部颗粒之间的间隙更大,因此沉积岩比盐岩能储存更多的水。当雨水遇到沉积岩时,很容易穿过多孔的沉积岩,流进更深层的地下。
秘鲁地处南美大陆西岸,位于太平洋板块和美洲板块的交汇处,板块活动频繁,秘鲁地震频发的原因也在这里。板块活动频繁的地区,地热现象也非常常见。板块在挤压过程中会形成裂缝和断层,被地热加热后的高温地热水混合着水蒸气,顺着断层或裂缝来到地表,汇入河流后就形成了沸腾河。这些地下水系就好像是流经人体的静脉血管和动脉血管。
鲁泽说:“当这些‘血管来到地表,便造就了各种地热奇观:温泉、地热喷气孔以及我们见到的沸腾河。”
沸腾河的一部分水源最初可能来自于安第斯山脉的冰川融水。冰冷的水流进深层地表后,流入了温度更高的板块断层和裂缝,并被高压挤出地表。河流一路上又被其他支流和降雨补充。第二种可能?
作为一名科学家,鲁泽知道再完美的理论也存在漏洞。“断层地热说”虽然可以很好地解释沸腾河的高温,但他一直在思考另一种他内心不愿意面对的可能性——沸腾河很可能出自某次油田事故。鲁泽知道,秘鲁和其他国家都曾经出现过由油田事故导致的地热现象。沸腾河所在的位置靠近亚马孙地区一片年代最久的油田,沸腾的河水也有可能就是当地油田作业所造成,但这也仅仅是一种猜测。
在所有油田作业引发的地热现象中,最严重的一次是露西泥火山喷发。泥火山并不是火山,它喷出的主要是岩屑、黏土和泥浆的混合物,混合物的温度也没有岩浆那么高。地下深层的高压流质延裂缝向上迁移,在这过程中,流质经过泥岩地层后与地下水混合,形成泥浆流出地表。这种现象被称为泥火山喷发。除泥浆外,泥火山喷出的物质中还包括甲烷等其他气体,并且泥火山的喷发多半与天然气有关。
位于印尼的露西泥火山于2006年开始重新进入喷发状态,并一直持续喷发至今。泥火山喷出的泥浆量足以填满5.6万个奥运会标准游泳池,并淹没了附近众多人类居住区,迫使6万多人转移住处。2007年,英国杜伦大学的一份报告显示,2006年露西泥火山喷发的原因是拉宾多天然气公司的一次深层钻探作业事故。在那次事故中,当钻头钻破2800米深的岩层时,钻头传来的压力数值突然下降,这是地层断裂的明显特征。工程人员当即向钻孔泵入钻探泥浆,在暂时恢复压力后,工人们取出钻机,封死了井口。但来自周围岩层的高压地下水和高压气体源源不断涌向井内,高压泥浆由于无法从井口涌出,只能另寻出口。终于,井口周围150米处出现泥浆喷射,并最终演变成了露西泥火山旷日持久的大喷发。
在秘露西北部的塔拉拉沙漠,油气开采公司曾经计划将两口老油井封存。这两口油井已经不再出产原油,只有温暖的咸水从中流出。现在这里成了著名的保健旅游胜地,游客们纷纷前来享受这里的温泉和泥浆。
这些都是油气开发引发的地热现象,沸腾河的地热来源,也不能排除油气事故的可能:可能是某个废弃的油井影响了地下水的走向,也可能是水力压裂作业造成的地层断裂,或者是油田作业废水违规注入了地下。
亚马孙雨林丰富的油气储藏和独特的构造带地理位置,让鲁泽不能轻易排除任何一种可能的成因。在研究沸腾河过程中,鲁泽翻阅了许多关于亚马孙雨林的历史资料,也从当地实地调查口述历史和传说。他发现当地历史中很早就有沸腾河的相关记载,时间远早于當地开始开采石油的年代,并且萨满们也证实,沸腾河的传说已经流传了许多代。因此,种种证据都显示石油开采活动不是沸腾河的成因。
全世界有不少地热河和温泉,但位于秘鲁亚—马孙雨林的沸腾河可以说是最独特的。这是一条不依靠火山系统供热的地热河,它的大部分流域却又能达到很高的温度,不得不让人赞叹大自然的神奇。沸腾河的存在在时时刻刻提醒着我们,在今天的地球上,依然有我们没见过和无法完全理解的自然现象。全世界有多少地热河?
算上亚马孙丛林的沸腾河。全世界范围内较知名的地热河有三处,其余两条分别位于美国黄石国家公园和冰岛的雷克雅未克。地热河是地表河流和温泉的混合体,形成的条件非常苛刻,地热河在全世界都非常罕见。虽然没有办法统计地热河的数量,但是温泉的数量是有相关统计的。根据日本地热学家汤原浩三在1970年的估算,全世界温泉区数量大约在5000处以上。
实际数字应该比估算值更高,因为一方面温泉往往地处无人区,要全面调查清楚非常困难。另一方面,就算每个国家已经对境内的温泉作了全面盘点,要拿到每个国家的地热相关资料并不容易。从目前收集到的数据,科学家们制作了一张世界温泉分布图。从图中看来,温泉大量分布在活火山区和第四纪(从180万年前至今)火山带。
中国的温泉资源集中分布在东南沿海大陆板块边缘、西藏地区和云南地区。中国东南沿海位于亚欧板块东南边缘和太平洋板块交接区,这里也是全球构造一岩浆活动最活跃的区域之一。自白垩纪以来,欧亚板块与印度板块不断地碰撞。在这个过程中,印度板块俯冲到欧亚板块下部的边缘部分被加热熔融,从而形成了巨大的地热带,造就了西藏和云南丰富的地热资源。此外、山东、辽宁、山西、陕西、四川和青海等地的温泉分布也较为集中。黄石也有一条沸腾河
在美国黄石国家公园内,有一处水温非常高的地热河,也被人们称为沸腾河。黄石国家公园位于一处超级火山之上。200万年以来,超级火山喷发了三次,现在依然非常活跃。这条沸腾河属于典型的火山型地热泉。
沸腾河是黄石国家公园内加德纳河的一部分河段,位于靠近公园北入口的猛犸温泉区。河床中有一处热泉喷涌而出,流淌出的热水温度超过100℃。滚烫的地热水和加德纳河的河水汇合,形成了一条高温河流,形成的混合水温度在45℃~60℃。舒适的水温吸引了许多游客前来泡温泉。和秘鲁亚马孙雨林的那条沸腾河相比,这条河流的温度要低得多。