探秘美国黄石公园

臧敬

2009年，影迷们通过罗兰·艾默里奇的灾难大片《2012》，记住了一个奇艳诡谲的神秘之地——美国黄石公园。它是美国国家公园，也是世界上第一座国家公园，成立于1872年，于1978年被列为世界自然遗产。它被美国人自豪地称为“地球上最独一无二的神奇乐园”。

这是一片广袤而洁净的原始自然区，是一个实实在在的荒野，是保存于美国48个州中少有的大面积自然环境之一，它以保持自然环境的本色而著称于世，其神奇“超乎了人们的想象”

“大黄石生态系”是地球上保存最完整、面积最大的温带生态系。而黄石公园则处于整个“大黄石生态系”的核心地区。6000万年以来，黄石地区在地质年代里多次发生地震和火山爆发，大的火山爆发发生过三次，而最后一次可能爆发在两百万年前，更有可能就是在60万年前。

神秘的地质奇观

黄石公园地处美国西部北落基山和中落基山之间的熔岩高原上，绝大部分在怀俄明州的西北部，并向西北方向延伸到爱达荷州和蒙大拿州，海拔2134～2438米，面积8956平方公里。黄石公园道路总长500多英里，小径总长1000多英里，黄石湖、肖肖尼湖、斯内克河和黄石河分布其间。公园四周被卡斯特、肖肖尼、蒂顿、塔伊、比佛黑德和加拉廷国有森林环绕。

黄石公园自然景观分为五大区，即玛默区、罗斯福区、峡谷区、间歇泉区和湖泊区。五个景区各具特色，但有一个共同的特色——地热奇观。黄石公园的热喷泉为世界之最，人们统计出有3000多处温泉、泥泉和300多个定时喷发的间歇泉，许多喷水高度超过100英尺。最著名的“老忠实泉”因很有规律地喷水而得名。从它被发现到现在的100多年间，每隔33～93分钟喷发一次，每次喷发持续四五分钟，水柱高40多米，从不间断。

黄石公园的地热景观为全世界所瞩目。科学家们发现，在黄石地表以下较浅的地方，热流和熔岩活动极为活跃。3300米的地下深层熔岩为热泉提供了充足的能量，百度的熔岩暖化了地下的泉水，泉水从地表裂缝流出、渗出或喷出，这便是我们看到的温泉和热泉。

黄石火山占地近9000平方公里，以黄石湖西边的西拇指(west Thumb)为中心，向东向西各15英里，向南向北各50英里，构成一个巨大的火山口。

这个火山口下面，蕴藏着一个直径约为70公里、厚度约为10公里的岩浆库，这个巨大的岩浆库距离地面最近处仅为8公里，并且还在不断地膨胀，从1923年至今，黄石公园部分地区的地面已经上升了70厘米。研究表明，自2004年至今黄石公园内巨大休眠火山的高度一直在以惊人的速度向上抬升，特别是最几年以来，该火山口底部的海拔高度平均每年上升超过7厘米，创下了自1923年以来的最快纪录。科学家们认为，黄石公园内火山高度的增加很可能是因为地下7至10公里处有一些不断膨胀的岩浆导致的。

专家表示，黄石火山喷发周期为60～80万年，而至今距离上次喷发时间已经有64.2万年了，这座世界上最大的超级活火山已经进入了红色预警状态，就算在不受外力(指太阳活动以及人工钻探)的情况下它也随时都可能喷发。

黄石公园有3处凝灰岩是游客不可错过的胜景，这三处岩层分别在距今大约210万年前、130万年前和64万年前形成，由黄石公园内发生的三次火山大爆发产生的火山灰堆积而成。

凝灰岩为一种火山碎屑岩引，成分主要是火山灰，是火山喷出后下落至地表的火山灰堆积固结成岩的产物。火山碎屑物质有50％以上的颗粒直径小于2毫米，凝灰岩外貌疏松多孔，粗糙，有层理，颜色多样，有黑色、紫色、红色、白色、淡绿色等。

奇特的森林树种

众所周知，森林里最怕的自然灾害之一就是大火，在干燥的树林里，火借风力，熊熊燃烧的火焰漫天席卷，将一切生命烧得一塌糊涂。但是在黄石公园，却有一个非同寻常的管理理念；以火管理。只要不是人为因素造成，且不危及人的生命及财产，园内的巡逻员都不干涉，让它自生自灭。

其间的缘由，我们还要从公园里一种特殊的树种谈起。

这种特立独行的树，叫做扭叶松。

黄石公园总面积的85％都覆盖着森林，绝大部分树木就是扭叶松，这是生命力极强的一种树木。但是即便是生命力旺盛，扭叶松的树皮又薄又脆，一旦发生火灾，它与其他树木一样无法逃脱。

这其中的奥秘源自扭叶松坚固而紧闭的松果，是它们把种子储藏起来。这些松果可以将种子保存3～9年。这样，扭叶松就做好了死亡和转世再生的准备，可以任凭山火肆虐了。因为当致命的火灾吞噬了松叶和充满松脂的薄树皮时，很多松果只是被烧焦，表面熏黑了，一旦浓烟散尽，它们就会崩裂开来，将储藏其中的种子播撒在广阔的被清除干净的地面上，于是新的一代立刻从灰烬中萌生，充满勃勃生机。因此，这种树不但坚守着自己的领地，而且每场山火过后，又都能将领地向远方拓展。到今天，它均匀而稠密地分布在公园各处，几乎把整个公园都变成了自己的王国。

扭叶松生长得十分紧密，就像甘蔗林一样。比如这片森林：每棵树直径1.2～2.4米，树高30米，树龄平均175年。由于缺少阳光，下面的树枝刚长出来就枯死掉落了。这些树密密地排列着，它们的生长就是一场争取阳光、争取更多阳光的赛跑。因此它们笔直地冲上云霄。随着山火越来越大，山地变得越来越干，奇妙的扭叶松以其强大的竞争力占据了几乎整个美国西部地区。

森林火能够带来整个公园生态系统营养物的再循环。一场大火过后，把土地裸露在阳光之下，黑灰大量吸收了太阳的热能，成为催发种子的最好温床。火舌在烧毁野草和灌木的同时，也吞噬了妨碍植物生长的病虫害以及有碍植物发芽生长的化学物质。浓烟覆盖在临近的地区，也可以杀死森林中的一些病原体，因此间接保护了森林。炽热的大火还烤裂了岩石，又为一些喜爱阳光的拓荒树种开辟了道路。火所燒毁的一切，从生态学的观点来看，并非浪费，只是物质和能量转换的一种形式。

当然，在大火中也有很多树种是难逃厄运的。

美洲云杉和亚高山银杉秀丽多姿，令人瞩目。它们有高高的塔状树身，繁茂的树冠生机盎然、光彩照人。这两种树木广泛地分布在美国西部地区，攀援着每一座高山。然而这两种树有一个共同的弱点，它们都非常害怕山火。由于它们的树皮非常薄，而且每年种子一旦成熟就立即被播撒出去，所以一旦起火，无论是树木还是它们的种子都被无情地吞噬了。正因为这个原因，它们很快就被赶出山火肆虐的地区。现在，人们只能在海拔较高的山峰或湿润的地方见到它们，那些地方最容易抵御火灾的侵袭。

野生动物的天然的乐园

黄石公园的天然森林广袤千里，栖息着北美水野牛、灰狼、棕熊、驼鹿、麋鹿、巨角岩羊、羚羊、羚牛、水禽、飞禽等野生动物。黄石公园99％的面积都尚未开发，从而大量的生物种类得以繁衍，这里拥有陆地上最大数量的、种类最多的哺乳动物。

熊是黄石国家公园的象征。人们在路边常常可以看到一只大熊带着一两只小熊，阻住游人的汽车伸手乞食，那种滑稽的样子，煞是逗人爱怜。黄石公园范围内目前大概有近千只熊。大部分是棕熊，小部分是黑熊。区分黑熊和棕熊并不能完全通过毛色来判断，因为近一半黑熊毛色也是棕色。黄石虽然熊多，但分散在广阔的山野间，并不容易见到。可惜的是，熊的数量日渐减少，政府不得不采取措施对它们严加保护。

野牛曾蔓延整个美洲大陆。一百多年前，来自东部的拓荒者目睹了野牛大迁徙的壮观景象，并且记录了：“当野牛移动时，大地宛如铺上了一块黑色地毯，三天三夜，绵延不绝。”当时，迁徙的野牛有千万头。但是，人类一场场的猎杀，使野牛几乎绝种。19世纪末，美国境内仅有位于蒙大拿州的国家野牛保护区及黄石公园还有少数的野牛生存，總数不下一百多头。目前，黄石公园是野生野牛惟一的住所。

灰狼是野牛的天敌，但是，大部分野牛又重又强壮，甚至一群狼也不能制服它们。狼会耐心地等待孤单、幼年或因病掉队、年老的野牛。它们从肋部攻击野牛，把它推翻在地上，同时咬断它后腿的腱。

人类为了保护濒临绝种的野牛，曾经大驱逐和捕杀过狼群。据说在1884年至1918年之间，仅蒙大拿州就枪杀和毒杀了8万只狼。黄石国家公园的狼也在这个时期完全绝迹了。直到没有了狼，人们才逐渐发现这种动物的存在对于保持自然界生态平衡的可贵。

可利用太阳能的嗜热微生物

美国黄石国家公园的温泉水温都接近沸点，而且其中的含酸度足够溶解生物体。但是，在这样极端的环境中，仍然有一些生命力极强的嗜热微生物存在，这些微生物产生的色素使得温泉成为黄石公园一道独特的美景。黄石公园温泉中最著名的微生物就是水生栖热菌。这些生活在黄石国家公园温泉的原住民已经在地球上生活了几十亿年。

它们利用火山活动提供的能量来生长，也有些是利用太阳能。在25个门的细菌中有5个门可产生叶绿素，将太阳能转化为有机体可吸收的营养，比如广泛存在的好氧蓝藻，占了地球光合作用的很大一部分。现在又发现第六门微生物，嗜热的酸性细菌。

宾夕法尼亚州立大学的分子生物学家Don Bryant蒙大拿州立大学微生物学家David Ward发现了共同基因的一些新机制：在不同物种间负责制造蛋白质的基因是不同的，还有一种基因是负责将太阳能转化为化学能量，他们正研究一种绿硫细菌来寻找证据。这种绿硫细菌是非常特殊的，生存在120华氏度(66摄氏度)的高温中。

尽管这种细菌门的名字是酸细菌，它却可以在碱性环境下生长，与其亲缘关系最近的微生物存在于黄石国家公园及泰国和西藏的温泉中。有趣的是，这种微生物可能会通过扩大对太阳能的利用范围来促进生物燃料微生物的发展。

沉睡60多万年的火山出现异动

2012年初，据香港《文汇报》援引外媒报道，美国黄石国家公园一座沉睡了64万年的超级火山，于过去7年来以破纪录速度隆起，恐怕会发生史上第4次爆发。若真的爆发，厚达30厘米的火山灰将笼罩1600平方公里的区域，届时美国将有2／3地区无法居住，航空交通瘫痪，数百万计居民无家可归，植物也可能消失殆尽。

报道指出，这座超级火山在过去210万年中，总共爆发过3次。科学家自1923年起，开始记录火山隆起速度，单是过去3年每年就上升了7.6厘米，前所未见。由于数据不够全面，研究人员暂不敢断言第4次爆发何时发生。火山的地表隆起很可能是因为地下不断膨胀的岩浆扩张所致。

这一报道不由让人们开始怀疑：2012灾难的预言，是否真的会到来?

而在去年的观测中，科学家首次呈像美国黄石国家公园地下羽流的导电图像，结果显示地下羽流区域远大于之前地震波的勘测结果。美国犹他州大学研究员教授罗伯特·史密斯说：“这是一种全新、不同的方法呈现和观测黄石国家公园的地下火山。”专家指出，这里目前还没有爆发的可能。

在1700万年前，被称为“黄石热点”的炽热和半熔化岩石羽流首次在现今的俄勒冈州一爱达荷州一内华达州交界处喷涌，当北美洲缓慢地向西南方向漂移至黄石热点，这里历经了140多次巨大火山喷发，是地球历史上最大规模的火山喷发。黄石火山曾在200万年前、130万年前、64万年前各有一次爆发。爆发覆盖了北美洲的一半。