你知道嗎?【留尼旺火山、熱點、與恐龍共舞】
#灼熱的地科冷知識 文末連結影片
歷經一天的疲勞,來看爆發中的火山,平靜一下身心靈(物理)吧。有沒有感到熱烘烘的,那是遠紅外線。
啊?火山通常不會形容是平靜的齁。沒錯,尤其是這座。Piton de la Fournaise (法語:熔爐山,直翻英文大約是 furnace peak)是位在法國的海外領土——印度洋西側的留尼旺島(Île de la Réunion),就在馬達加斯加島的正東方海上。是全世界最活躍的火山,沒有之一。
因此,假設例如文Θ的世界周報報導說「法國留尼旺島火山再度噴發」,聰明的各位可以繼續喝茶,溫暖身心,而無需感嘆:「欸欸欸噴火了,地球怎麼了?」地 球 並 沒 有 怎 麼 了,熔爐火山在近三百年以來噴發了約兩百次,這樣平均 1.5 年一次的高活躍度,是一直正常地活躍著的好孩子 XD。
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從各種角度標準來說,留尼旺都是「南半球的夏威夷」,首先火山的成因和夏威夷一模模一樣樣,都是位在「熱點」上面:地球內部洶湧的熱對流上升到地表,持續的把咱們地殼這薄薄的幾十到百餘公里的「岩石圈」燒熔出一個個洞洞,好像線香遇到透明塑膠袋。
也和夏威夷相似的是,火山中冒出的也都是高流動性的玄武岩岩漿,而形成盾狀火山,噴發形式也幾乎都是夏威夷式(熔岩流)。只有較少見的爆炸噴發,後者是當周遭的地下水足夠豐沛,被岩漿庫加熱膨脹所致——火山活動往往讓地球變成一具蒸汽機(熱機)。
有時候噴發出的熔岩,冷卻所形成的玄武岩石中間還含有肉眼可見的大顆黃綠色礦物,那些是橄欖石 olivine。橄欖石的存在驗明了岩漿的來歷與正身,因為,橄欖石這種礦物只有在深度約 400 公里的上部地函才能穩定存在。
橄欖石之所以能在地表出現,都是因為被對流「咻」的一下帶到了地表,還來不及重組。是這樣,在地表的低壓下,橄欖石熱力學不穩定,如果持續保持高溫就會重組成其他礦物了,但熔岩上升速率太快,迅速冷卻,晶體結構就凍結而保持住了。
這和鑽石其實在地球內部更深的 600~800 公里處到處都是,但很偶爾才會在地表找到是一樣的原理,如果將鑽石加到高溫,在地表的低壓力之下它會重組成熱力學更穩定的石墨結構。但金伯利岩的熔岩上升夠快夠勁才帶著鑽石安全抵達地表,沒變得黑黑。
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說到對流,值得一提的是,大家常識中地函是什麼狀態,固體還是液體呢?我們都用「對流」形容了恐怕是液體吧,對吧對吧,錯!地球內部就只有外地核是液體。地函是扎扎實實的固體喔。
科學家之所以沒去過地心就知道地心的狀態,這種事是透過觀測地震波在地球內部的行進。長話短說:地震的 S 波是「剪力波」,所謂剪力就是捏臉或是捏啤酒肚,然後扭來扭去的力,顯然是沒辦法扭動液體,故 S 波也無法在液體——例如外地核——中傳導。但由於看起來 S 波通過地函毫無障礙(除了在一些地帶會略減速),就證明了地函是固體
處在地球內部的特高溫度和壓力之下,地函的岩石這固體具有黏彈性(viscoelasticity,黏置性和彈性的和稱,例子是布丁),在非常非常長的時間之下會逐漸做著液體一樣的苟且之事 (?)。關鍵是人類時間和地質時間的尺度差太多,讓我們有點無法直觀理解「固體會對流」這種事。地老與天荒。
順帶的順帶一提,常溫之下的玻璃的流動性是......根本是零,即使過一百億年都不會流動一奈米。只有在加熱到「玻璃轉化溫度以上」才會明顯的顯出黏彈性、流動、並且可以加工塑形的喔。
地函岩石要局部的熔化,形成岩漿,只有在某些特別的狀況下: 1. 減壓熔化 (decompression melting) 例如在張裂性板塊邊緣往兩邊拉的地方熔點降低形成新的枕狀熔岩,新的海床。 2. 混入雜質的助熔劑融化 (flux melting),當海洋性板塊隱沒時輸送大量的水到岩石圈深處,水分子混進高溫的岩石中,降低了岩石的熔點,水也降低了密度,因此這些熔岩才會上浮到地表,捅穿岩石,形成海溝後方常見的火山島弧。
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回來講主角留尼旺的火山
* 快速查了為什麼這個島取名做「會合島」(reunion)這麼奇的名字,結果是和法國大革命中某次會師有關。更搞笑的是隨著隨後的政治起伏,該島又曾經被改名為「波旁島」←法王室,和「波拿巴島」←另一個法王室,後再改回。
關於留尼旺熱點......是熱點 hotspot,不是火鍋 hotpot 千萬別弄錯啦~~誰會弄錯啦 (/‵Д′)/~ ╧╧
有另一個【必講不可】,錯過要等到下次大滅絕的梗:
它已經持續活躍了約六千五百萬年了。而每個科宅看到六千五百萬這數字就該心生「該不會和恐龍有關」的聯想。
還真的有關......搞不好有關,或許有關。是這樣,在大約六千六百萬年前的白堊紀的最末期,留尼旺熱點的旺盛活動,噴出海量的「洪流玄武岩」(flood basalt),形成了今天的南印度德干高原的廣大火成岩地帶:德干暗色岩(Deccan traps)。
暫停 ⏸,只要稍微有一點點現代地理常識的同學,就一定會妙麗舉手說「抗議,印度是印度,留尼旺是留尼旺,之間相隔了一個印度洋,熔岩是會飛嗎?」
啊啦~這就是整件事最奇特的地方惹,熔岩不會飛,會飛的,是印度! (???!!!) #抗議無效
中生代末期,本屬於岡瓦那大陸之一部的印度,原本是貼在非洲的東方,但「印澳板塊」不久開始一同加速往東北跑,印度在 *路過*「留尼旺熱點」的上方的「那一瞬間」(就地質時間來說)忽然就被穿了孔,還噴了滿身玄武岩。>////<
印度不以為忤,再帶著整塊玄武岩繼續跑,逐漸封閉了原忒提斯洋的東半部。最後也不減速地一頭撞上了亞洲,形成峰峰相連到天邊的喜馬拉雅山脈。其實說起來,超大陸「岡瓦那」的名稱正是取自印度的一個地名,就不意外非洲印度地質上本是一家了。然後因為韋格納,所以非洲南美洲也本一家。最後南極洲也本與岡瓦那做伙,發現恐龍化石也不意外。
長話短說,熱點源自於地球內部「熱柱」←不是炎柱大哥,是熱柱上升的熱點,相對上不會亂動,但地球表面的板塊卻會相對滑動,往往產生一整條長弧線的火山遺跡,就是被熔出的那一排洞洞。相同的故事在黃石熱點和夏威夷熱點等地都曾發生過、正發生中,那一條火山的遺跡甚至可以用來推知板塊在古代曾經移動的方向。再度點出了留尼旺和夏威夷真是有像。
所以法國版柯南要改到留尼旺島習得各種方便技能了(x)。
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回到德干暗色岩,每當地球歷史上發生大面積洪流玄武岩(長期大面積活躍的一種火山活動型態)肆虐現世,常會伴隨生態圈的災難性事件,主要是大量排放的火山氣體,足以暖化氣候,改變敏感的生態平衡,給生物圈添亂。#那不就是人類正在做的事
所以其實白堊紀末,恐龍滅絕的原因現在學界仍然有一派提倡著:「笨蛋們,別只看隕石啊,德干暗色岩的火山(留尼旺熱點所射)也很威。殺恐龍之大業,它必定有份!」
而且得利於越來越精確的同位素定年法,火山滅絕派的地質證據也相當充足。例如顯示火山活動大大的早於隕石。看來恐龍的滅絕原因的全貌並不單純。這場「論戰」不能簡單一槌定音~~嗎?
あの.....如果說,火山滅絕派、隕石滅絕派,兩派都說對了豈不妙哉?
這個故事最奇妙最奇妙的一點在於看全局。
有點像韋格納當年盯著地球儀得到靈感。不過這次要看的是中生代末的古地球地圖 ﹝推薦 youtu.be/bzvOMee9D1o?t=327 5:27 秒處﹞,就會觀察到一個奇想天外的,未免也太巧的巧合:
當奇克蘇魯隕石 (Chicxulub asteroid) 砸下來,砸到今天墨西哥猶加敦半島的頂端——依照慣例這邊插入一張北美洲的某暴龍抬頭看了最後一眼的插圖——的同一時間,留尼旺熱點就位在......在隕石坑幾乎準確隔著地心相對的正對面,也就是對蹠點 (antipode) 上面啊。
兩者之間難道有奇妙的關聯?#是緣分是注定好漢剖腹來參見
* 各位若有印象,這個「巨大隕石坑的正對面有火山」的巧合其實在火星上也可以找到好幾處(參看:火星地理學的導讀 www.facebook.com/Nerdxplain/posts/723862905104484)。
考慮隕石以強烈地震波形式釋放的能量,會以各種路徑,穿過地球內部。強烈的震波會團團繞地球、裡裡外外跑好幾趟才平息。而由於球體對稱性,顯然波動在隔著地心的正對面(對蹠點)會有匯聚,好幾次,搖了又搖。
再想如果那兒有一鍋岩漿庫,這樣搖來搖去是否就會像汽水般炸開呢?岩漿和汽水其實蠻像的,溶解了一堆氣體,其氣壓大小是產生火山活動的重要因素。
但可惜——可惜呀,科宅搖搖頭說道——這個絕妙故事,目前還只是理論階段而已。「地震會誘發火山活動說」之中,有許多未確立的環節(推薦國家地理雜誌〈地震會引起火山爆發嗎?科學家為此吵翻天〉一文)不容忽略。
因此「隕石陰錯陽差,引起地球正對面的留尼旺/德干大規模火山爆發,產生的多重打擊,讓鳥類以外的恐龍全滅絕了」→ 雖然聽起來很酷,但請各位暫且不要這樣教小孩。但說來,地球無論物理化學還是生物真的都是一個整體呢。
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截圖出處為
Julien Pedragosa 12月12日上午5:14 · 片長 7:16
Piton de la Fournaise - Éruption du 7 décembre 2020
www.facebook.com/watch/?v=143579863908905
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太愛Dr.Sparks的課了!
今天上「看得到也摸得到」的物質三態,孩子們透過自己動手操作玩中學,在乾冰實驗中看到固體變成氣體;「蠟」融化變成了液體,再慢慢變回固體;居然可以輕易地在蠟上做指印;還有瘋狂物質「毆不裂」…
全程英文本來擔心Yo會聽不懂,但還是想試試便報名了,沒想到他不但聽得懂還和老師互動自如玩得好開心,老師很逗趣ㄟ,逗得大家哈哈大笑!孩子們其實潛能無限,需要爸媽們為他們開啟學習的大門,當孩子最好的伯樂!
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香港在一九九七年之前,以「借來的時間,租來的土地」著稱。但台灣的民主今日已經躍升到「總統的權力是民眾借給她」的層次。這樣一來,香港完全望塵莫及了。
但這尚未夠。蔡英文勝選之後,與家中的一隻貓逗着玩。中國的官員階層,二十年來也學會走訪農民,噓寒問暖,問「老百姓」飯夠不夠吃,卻從來未曾與動物合照過。但台海的另一邊,一位女總統勝選後,卻與家中寵物親密對話。蔡英文尊重生命,眾生同仁,而且對動物流露的愛意是真誠的。這下子又把所謂「對岸」拋離了十萬八千里。
民主自由的柔性力量,靠的是這等細節。當然沒有軍事力量為後盾,是不可以的。但台海如果真的要戰爭,隨時是世界大戰,這一點「中國」也不是不明白。因此在太空隕石撞擊而毀滅地球的可能性之外,蔡英文身為女性,以柔制剛,這一刻已經圓滿取勝,而且可以持久。
身為女性,蔡英文與南韓的朴槿惠不同。在於蔡英文穿褲子。台灣選民都知道蔡女士的性傾向,她不太喜歡男人。不但不喜歡男人,當然包括不喜歡亞洲男人。特別是不喜歡「對岸」的中國男人,包括看不見的網絡的毛式文革水軍的喧暴中國男人。蔡英文越受「男性霸權攻擊」,意志越堅定。這一點是蔡大姐與她的脂粉前任最大的不同之處。
佛洛伊德說:「性」是人類文明的最大動力。蔡英文不需要穿裙子,不需要護膚整容,更重要的是,她不需要男人。水有三態:固體、液體、氣體。這樣的一個第三性徵的民主總統上台,讓我們希望她固然不是馬英九奧巴馬,更不會是朴槿惠和麥克萊夫人之流,她是她,即所謂的「中性」。這才是真正的「第三條路」,是文明世界從未有人走過的。讓我們一起祝願她成功。
馬英九政府執政八年,所有的資源與政策一面倒的貼向中國,希冀靠北京的拉抬讓台灣經濟往上衝。事實證明,從 ECFA 的貨物貿易到服務貿易協定,除了與台灣主體民意悖離、捲起社會運動風暴之外,對產業升級無多大助益,反倒因為過度貼近單一市場,一旦中國進入緩成長,台灣出口立刻停滯。
一位熟悉香港發展歷程的外資分析師說,香港過去幾年就是被大陸寵壞了,拼命蓋 shopping mall,以為這樣可以賺到陸客觀光財,結果賺到的不是小老百姓,而是大財團,人民生活沒有因此提升,反而為了迎合陸客大量失去了本地特色,樓價飆漲。「如果可以,一定要堅持住台灣的本體,不要去 trade 短期利益!」他眉頭深鎖的說。
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