身處火山噴發(fā)現(xiàn)場(chǎng),是一種什么體驗(yàn)?
或許你曾經(jīng)看過(guò)這樣的視頻畫面:有一些火山狂熱愛好者會(huì)深入火山,采集新鮮的火山熔巖樣品。這樣的畫面讓人膽戰(zhàn)心驚。我們不禁發(fā)問(wèn),身處火山噴發(fā)現(xiàn)場(chǎng),到底是一種什么體驗(yàn)?
火山噴發(fā)雖然來(lái)勢(shì)洶洶,也不是說(shuō)噴就噴的,它要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的地質(zhì)演化,待各種條件都成熟后,才會(huì)發(fā)生一次大規(guī)模的噴發(fā)。簡(jiǎn)言之,火山噴發(fā),就是地下巖漿通過(guò)特定通道,受壓力的影響后,噴射到地面,再?gòu)幕鹕娇趪娪慷觯瑥亩纬梢淮瓮暾膰姲l(fā)過(guò)程。
即便是現(xiàn)代一座活火山,噴發(fā)方式也會(huì)受到多種因素影響,比如地殼厚度、巖漿性質(zhì)(溫度、黏度、密度等)、地下巖漿庫(kù)內(nèi)壓力、火山通道形狀、火山噴發(fā)環(huán)境(陸上或水下)等諸因素的影響,使火山噴發(fā)的形式有很大差別。
就拿巖漿來(lái)說(shuō),巖漿能夠流動(dòng),具有流體的性質(zhì),而巖漿的流動(dòng)能力主要受自身的黏度制約,因此巖漿的黏度對(duì)火山的噴發(fā)方式以及火山碎屑物的類型都有很大關(guān)系。在地下壓力較高,氣體被壓縮在巖漿中,當(dāng)巖漿逐漸靠近地表,壓力隨之減小,這些氣體就會(huì)逐漸形成氣泡逃逸出來(lái)。
配圖來(lái)自圖蟲網(wǎng)
如果巖漿的黏性比較高,氣體無(wú)法釋放,最終會(huì)把巖漿崩碎,從火山口爆炸,大塊巖漿炸飛出來(lái),形成火山彈,細(xì)小的碎渣即為火山灰。
因此,同一座火山,在不同時(shí)期的噴發(fā)方式也不同。那么巖漿的黏度主要由其中二氧化硅的含量所決定,二氧化硅含量越高,其黏性也將越大,流動(dòng)性也就越弱。
一般而言,火山的噴發(fā)方式有以下幾種:
如果巖漿噴發(fā)的通道是狹長(zhǎng)形的,叫“裂隙式噴發(fā)”,這種噴發(fā)一般不會(huì)形成爆炸現(xiàn)象,更像是擠牙膏一樣擠出來(lái)的,相對(duì)來(lái)說(shuō)較為安全,也不會(huì)大量的產(chǎn)生火山灰。
第二種火山噴發(fā)方式叫“熔透式噴發(fā)”,由于地殼比較薄,地下巖漿的壓力大,把地殼給頂開了,大量的巖漿噴涌而出,這就叫熔透式噴發(fā)。不過(guò)現(xiàn)在的大陸板塊地殼普遍比較厚,這種噴發(fā)方式也不常見。
目前地球上主要的火山噴發(fā)方式是第三種,叫中心式噴發(fā)。大陸板塊互相撞擊,形成高山,但山中間是空心的,這就給巖漿涌出提供了一個(gè)通道,隨著大陸板塊不斷晃動(dòng),壓力越來(lái)越大,最后巖漿噴涌而出。
同樣是中心式噴發(fā),還分為寧?kù)o式、中間式和爆烈式三種。
像夏威夷火山就屬于是寧?kù)o式噴發(fā)的代表。噴發(fā)的時(shí)候只有大量巖漿從火山口溢出,順著山坡緩緩流動(dòng)。熔漿溫度高、黏度小,沒有爆炸現(xiàn)象,安安靜靜的流了出來(lái),相對(duì)安全,不容易造成人員傷亡。因此,夏威夷也是火山學(xué)家研究火山的圣地。
中間式噴發(fā),是介于寧?kù)o式和爆烈式之間的過(guò)渡型,大部分時(shí)間都是寧?kù)o式噴發(fā),偶爾會(huì)伴有一兩次爆裂式的噴發(fā)。
最后一種爆烈式噴發(fā)非常可怕,它會(huì)產(chǎn)生猛烈的爆炸,同時(shí)噴出大量氣體和火山碎屑。方圓十幾公里都會(huì)變成一片焦土。1902年,加勒比海東部“馬提尼克島”的培雷火山噴發(fā),就屬于這種類型的,島上3萬(wàn)居民,只有3個(gè)人幸存了下來(lái)。公元79年,發(fā)生在意大利那不勒斯灣東海岸的維蘇威火山呈爆裂式噴發(fā),距離火山13公里的龐貝古城,瞬間被高溫巖漿覆蓋。直到18世紀(jì)中葉,龐貝古城才被人們發(fā)掘出來(lái),其中很多遇難的人,都保持著逃跑的姿勢(shì)。
這就是可怕的火山。
本文為科普中國(guó)·星空計(jì)劃扶持作品
作者:董漢文
審核:張玉修(中科院大學(xué)地球與行星科學(xué)學(xué)院 副教授)
出品:中國(guó)科協(xié)科普部
監(jiān)制:中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司
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