地球的“泥巴游戏”：科学家发现海底泥火山喷发驱动新机制

你喜欢在雨后的泥坑里踩水玩耍吗？那种泥浆飞溅的感觉确实很有趣。但你知道吗？我们脚下的地球更是个资深“泥巴爱好者”，只不过它玩的“泥巴游戏”更宏大、更神奇——当它“兴致大发”时，海底会冒出一座座泥火山，喷涌出带着油气的泥浆，就像在开一场热闹的“泥浆派对”。

今天，让我们潜入深海，揭开这场地球“泥巴派对”的神秘面纱。

泥火山的各种形态与特征

（左）位于阿塞拜疆的巴赫哈尔卫星泥火山，中部有泥火山锥（“gryphons”）和水池。

（右）意大利的小型锥形泥火山锥，直径2米，可见石油渗漏。

（图片来源：参考文献[1]）

地球的“泥巴玩具”：什么是泥火山？

对我们来说，泥巴是踩出快乐的童年玩伴；但对地球而言，泥巴却能变成会“喷发”的地质奇观——泥火山。

那么，什么是泥火山呢？它们是由泥浆、水和气体（主要是甲烷）组成的混合物，在地下高压推动下喷发到地表或海底形成的锥形构造。简单来说，就是地球内部的泥浆被压力“挤”出来形成的山丘。

与喷发岩浆的火山不同，泥火山的“燃料”不是熔融的岩石，而是饱含流体的泥浆，喷发起来相对温和持久，就像海底在慢慢“吐泡泡”（参考文献[1]）。1827年阿塞拜疆巴库的泥火山喷发是地质史上的标志性事件：当地居民目睹“天空升起火焰”，随后粘稠泥浆持续喷发超过20小时，最终堆出一座锥状泥丘。这一现象最初被误认为“火山爆发”，直到19世纪中叶才被归类为泥火山活动。这一奇观不仅震撼了目击者，更成为推动非岩浆喷发机制研究的重要起点。此后，人们才开始真正探索泥火山的喷发机制。

地球的“常规玩法”：传统泥火山的形成

地球玩泥巴的“常规操作”，早就被科学家们深入研究。就像我们玩泥巴需要用力一样，地球让泥巴喷发也需要特定的地质条件。

在巴基斯坦的近海大陆边缘，地球采用的是“挤压模式”。2018年，中国地质调查局和巴基斯坦国家海洋研究所对的调查发现，这里有12座海底泥火山整齐地站在东西走向的山脊上，高度从12-121米不等，直径能达到500至1400米。

调查区域的泥火山Mud volcano分布：编号MV1—MV12：，结合颜色区分活跃 / 非活跃

（图片来源：参考文献2）

在这里，阿拉伯板块正不断向欧亚板块 “挤靠”俯冲，形成了东西走向的山脊，而泥火山就分布在这些山脊顶部。快速堆积的沉积物来不及压实，孔隙里的流体难以排出，在深部地层中逐渐积累形成“超高压环境”。这种超压像一只无形的手，推着深部富含流体的沉积物向上向上运移，成了泥火山形成的初始动力（参考文献[2]）。

而在意大利半岛南部海域，地球采用了另一种方式。来自意大利海洋科学研究所的科学家发现，这里的泥火山下方藏着一个个向上拱起的“地下泥包”（科学家叫“泥底辟”，指未固结或弱固结的富泥质沉积物）（参考文献[3]）。当泥底辟里的流体压力积累到超过上面岩层的“承受力”时，超压流体就会带着泥质沉积物沿着断裂或裂隙向上运移，最终喷出海底形成泥火山。

地球的“新花样”：东沙泥火山的独特机制

然而，传统机制在南海北部东沙群岛海区却“行不通”了。这里经历了强烈的构造隆升和沉积剥蚀（即“东沙运动”）——地壳向上抬升，地层变薄，既没有板块挤压的“挤压力”，也没有厚沉积物的重压。这就像一场派对没了饮料、没了音响，热闹不起来了！但这并没有阻止地球在这里开展“泥浆派对”——它找到了新的玩法：利用地下的热能！

东沙泥火山下方的地壳深处，存在着地球的“天然加热装置”——岩浆。这些岩浆先在底部聚集（科学家称为“岩浆底侵”），像给地壳铺了层“地暖”；部分岩浆还顺着裂缝延伸，最深能到9公里，形成了贯通深浅的“热通道”（参考文献[4]）。

岩浆的加入这里的泥火山形成机制与众不同：

首先，岩浆向上涌升，先把地壳“顶”得鼓起来，地表裂开一道道缝，成了泥浆的“专属通道”；

其次，岩浆的热量加速了地下中生代地层中有机质的“加速成熟”，很快生成大量油气，使地层压力急剧增大；

最后，高压油气推动泥浆形成“地下泥包”，当压力足够大时，泥浆和油气就顺着裂缝喷上海底，堆出一座座泥火山。

东沙群岛的“泥浆派对”，就这样以独特的方式上演！这场派对，还吸引了众多海洋生物前来“参加”。贻贝、管虫、铠甲虾等海洋生物都在泥火山周围建立了自己的家园。

泥火山附近海底观测结果：贻贝（A）、碳酸盐板（B）、气泡释放（C）、碳酸盐结核、管虫（D）、铠甲虾及贝壳残骸（E）

（图片来源：参考文献[2]）

地球的“泥巴游戏”不仅壮观，还具有重要的科学价值。泥火山喷出来的泥浆和油气，就像地球送给科学家的“礼物”，能有效帮助科学家找地下油气资源的藏身之处（参考文献[5]）。东沙的泥火山也是如此：通过分析这些喷出物，科学家能更精准地定位深部的油气藏，为资源勘探提供重要线索。

从童年玩泥巴的乐趣，到全球尺度上的泥火山奇观，泥巴这一常见物质，在不同尺度上展现出完全不同的面貌。地球的“泥巴游戏”隐着地质运动的密码，而东沙泥火山的独特形成机制，更让我们看到地球地质活动的多样性和创造性——它总能用新方式展现自然的力量，在深邃的海底留下一个个神奇的地质印记，等着我们去发现和解读。

参考文献：

[1] MAZZINI A, ETIOPE G. Mud volcanism: An updated review[J/OL]. Earth-Science Reviews, 2017, 168: 81-112. DOI:10.1016/j.earscirev.2017.03.001.

[2] WU T, DENG X, YAO H, et.al. Distribution and development of submarine mud volcanoes on the Makran Continental Margin, offshore Pakistan[J/OL]. Journal of Asian Earth Sciences, 2021, 207: 104653. DOI:10.1016/j.jseaes.2020.104653.

[3] GAMBERI F, ROVERE M. Mud diapirs, mud volcanoes and fluid flow in the rear of the Calabrian Arc Orogenic Wedge (southeastern Tyrrhenian sea)[J/OL]. Basin Research, 2010, 22(4): 452-464. DOI:10.1111/j.1365-2117.2010.00473.x.

[4] YU J, YAN P, WANG Y, et.al. Seismic evidence for magmatism-driven mud volcanism in the northern continental margin of the South China Sea[J/OL]. Marine and Petroleum Geology, 2025, 181: 107523. DOI:10.1016/j.marpetgeo.2025.107523.

[5] PRAEG D, CERAMICOLA S, BARBIERI R, et.al. Tectonically-driven mud volcanism since the late Pliocene on the Calabrian accretionary prism, central Mediterranean Sea[J/OL]. Marine and Petroleum Geology, 2009, 26(9): 1849-1865. DOI:10.1016/j.marpetgeo.2009.03.008.

出品：科普中国

作者：张应超（生态学硕士）

监制：中国科普博览