2022年9月19日,墨西哥发生7.6级地震。
22分钟后,远在2400公里之外,位于沙漠里的魔鬼洞接收到地震波,平静的地下水面激起1.2米高的浪头,称之为“沙漠海啸”。
魔鬼洞监测到几千公里之外的地震,并不是巧合。
2019年7月,美国加利福尼亚州发生7.1级地震,距离不远的魔鬼洞激起5米高的巨浪。
2018年1月,阿拉斯加发生8.2级地震。不久之后,距离3200公里之外的魔鬼洞水面开始晃动,就像浴缸里的水在起伏摇晃一样,波浪高度30厘米。
魔鬼洞还监测到远在日本、印度尼西亚和智利的大地震。不过,远距离的地震波动,它只能监测到7级以上级别的。比如,2022年9月22日,墨西哥还发生过一次6.8级的地震,魔鬼洞就没有反应。
平时幽蓝清澈的地下水,在地震振荡时,变得浑浊不堪。这些大地震引发的水面波动,被时刻监控着魔鬼洞的摄像机和监测仪忠实地记录下来。
魔鬼洞是怎样一个洞穴,为什么要安装摄像机监控它?
我们从头说起。
死亡谷里的魔鬼洞
魔鬼洞位于美国西南部死亡谷国家公园。
死亡谷是加利福尼亚州东部的一处沙漠山谷,距离拉斯维加斯赌场不太远。这是地球上最热的地方之一,连续多年以来,7月份的日平均气温为40.1 °C 。19世纪,加州淘金热时,探矿者结伴试图穿越沙漠山谷,一群人一去无回,死亡谷由此得名。
在高温干旱的死亡谷沙漠里,有一片自带温泉的绿洲,叫做灰草甸。突然出现在沙漠里的绿洲,就像海市蜃楼一样跟沙漠格格不入。
早在12000年前,死亡谷和灰草甸完全淹没在水下。随着气候变化,水位急剧下降。沙漠已经干燥,只在灰草甸上留下的几处互相隔离的水源,魔鬼洞正是其中一处。
魔鬼洞坐落在一片石灰岩的石头堆里,远看找不到洞口。走到面前,你才能看清它的洞口有多小。
图片上是魔鬼洞的入口,长22米,宽3.5米,表面上看像一个小水坑一样。
水坑只是表面迷惑人的伪装,魔鬼洞像一个大肚子的酒瓶,开口狭小,洞内宽敞,最神秘的是,这只大肚子酒瓶没有瓶底。很多潜水员下去勘察过地形,但迄今为止,没有人抵达它的底部。
魔鬼洞的内部结构
1965年,4个小青年跳过魔鬼洞的围栏,打算探索神秘的水下洞穴。留1人在岸上观望,3个人下水。结果下水的人只有1个回来了,剩下的2人迷失在洞里。
后来5名潜水员下去搜救,没有找到2人的尸体。潜水员一直下潜到284米的深度,还没有抵达魔鬼洞的洞底。
1991年,另一支潜水队下洞,更新了魔鬼洞的地形图。他们潜到133米的深度,洞底遥不可测。
图片上是魔鬼洞的结构,水下洞空间宽敞,在底部空间突然收窄,连着一个深邃的孔洞。这个孔洞到底有多深?没人知道确定答案。
地质学家推测,魔鬼洞的孔道连通着死亡谷的地下水系统。这个地下水网络,甚至连通到加利福尼亚东南部的古代含水层通道。魔鬼洞是庞大的地下水网络,在地面上开的一扇“天窗”。
魔鬼洞的水位振荡
通过地下水系的天窗,我们能观察到远方地震波传递过来的信息。
从1989年到现在,魔鬼洞里的连续水位记录仪,记录下数百次地震引起的水位振荡。有趣的是,魔鬼洞对地震的敏感性还会随着季节的变化而变化。秋天地震引起的水位振荡数值,比冬天的要高50% 。
魔鬼洞不能监测到所有的地震,它能监测到的地震,取决于地震的深度、规模和位置。通常情况下,它能监测到太平洋“火环”上,7级和7级以上的地震。
看图片,太平洋火环是指环绕着太平洋一圈的地震和火山带,处于亚欧板块、太平洋板块和印度洋板块的交界地带,全长4万多公里。
当两个板块冲撞时,通常是大洋地壳俯冲到大陆地壳之下,会产生巨大的压力,迫使地壳下方的热岩浆上升到地表,形成大大小小的火山。当两个板块发散远离时,又会导致裂缝和地震。
地震波传导到封闭水体,比如湖泊池塘时,会引起水面振荡,激起波浪。由地震引起的波浪,看上去像海啸,所以魔鬼洞里的水位振荡,称为“沙漠海啸”。
人迹罕至的沙漠里,在魔鬼洞口安装摄像机和水位监测仪,是为了测量地震波吗?
并不是,魔鬼洞的监控设备,主要用来观察洞里的小鱼,地震波只是附带数据研究。
与世隔离2万年的小鱼
魔鬼洞里住着世界上最孤独的一群小鱼,学名魔鳉,意思是魔鬼洞里的鳉鱼。
魔鳉比鳉鱼更小,只有2、3厘米的身长,雄鱼一身亮蓝色鳞片,雌鱼是黄褐色。
魔鬼洞雏形在6万年前形成,生物学家推测,魔鳉与其它鱼类隔离,独自在洞里生活了大约2万年。
等等,刚才不是说魔鬼洞的洞底跟死亡谷地下水系连通,怎么现在又说魔鳉与世隔离?
因为小鱼只生活在24米以上的上层水域,它以附着在岩壁上的硅藻为食。阳光照射到岩壁上,硅藻得以存活。在阳光抵达不到的深水处,没有硅藻,也没有吃硅藻的小鱼。
生活在狭小洞穴里的魔鳉小鱼,是目前为止,地球上所有脊椎动物中,地理分布范围最窄的一种。
魔鬼洞上层水域,水温恒定为33°C,含氧量极低,水中溶解氧只有 2.5-3.0 ppm。这样的环境里,大部分鱼类都无法生存。在缺氧的时候,魔鳉小鱼会抑制新陈代谢,长达2.5小时不用呼吸氧气。
适应了特殊环境里的生活,也意味着魔鳉小鱼无法在其他地方生存,这是世界上唯一的一群魔鳉。
从1950年代开始,生物学家一直在统计魔鳉小鱼的数量。通常春天有200条,秋天繁殖期有450条。到了1970年代,农业抽取地下水,魔鬼洞的水位下降,小鱼数量也大幅减少。最惨的一次,是2004年山洪冲击魔鬼洞,小鱼只剩下了38条。
为了保护小鱼,魔鬼洞已经不再允许潜水,勘探地形了。
现在小鱼的数量有所恢复,2022年春天的统计数据中,魔鳉小鱼的数量达到175条。
总结
地震引发的“沙漠海啸”会不会伤害到魔鳉小鱼?
不会。9月19日墨西哥地震引发的水位振荡,持续了30分钟。振荡平静后,没有监测到有死鱼。近年来由地震引起的水位振荡,都没有影响到小鱼生活。
水位振荡会冲击掉岩壁上的硅藻,短期内,魔鳉小鱼的食物会减少。不过,很快就能恢复,小鱼不会受到影响。
如果没有魔鬼洞里这群独一无二的魔鳉小鱼,魔鬼洞只是一个普通的地下洞穴。不会受到这么多的关注,也不会连续多年记录下地震波引发水位振荡的数据。
2022年秋天的魔鳉小鱼数量统计安排,即将开始,期待找到更多的小鱼。
好了,魔鬼洞的秘密先聊到这儿。
关注法兰西is培根,为你讲解自然界的秘密,下期见。
参考资料:
1、Response of Water Levels in Devils Hole, Death Valley National Park, Nevada, to Atmospheric Loading, Earth Tides, and Earthquakes
2、Devils Hole Pupfish Spring Season Population Count Highest in 22 Years