7.6级地震,引发2400公里外“洞穴海啸”,洞里还有世上罕见鱼种

科学   2022-09-27 09:51   福建  

2022年9月19,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地震,距离不远的魔鬼洞激起5的巨浪。

2018年1月,阿拉斯加发生8.2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,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在岸上观望,3个人下水。结果下水的人只有1回来了,剩下的2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,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。

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山洪冲击魔鬼洞,小鱼只剩下了38

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春天的统计数据中,魔鳉小鱼的数量达到175


  • 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


法兰西is培根
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