火山,你真的了解吗?

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在地球上已知的“死火山”约有2000座;已发现的“活火山”共有523座,其中陆地上有455座,海底火山有68座。火山在地球上分布是不均匀的,它们都出现在地壳中的断裂带。就世界范围而言,火山主要集中在环太平洋一带和印度尼西亚向北经缅甸、喜马拉雅山脉、中亚、西亚到地中海一带,现今地球上的活火山绝大部分都分布都在这两个带上。中国境内的新生代火山锥约有900座,以东北和内蒙古的数量最多,约有600~700座。

那么火山是怎么形成的呢?要知道答案先得从地球自身说起。地球形成之初就是个由炽热液体物质(主要为岩浆)组成的球,后来地表的温度不断下降,固态的地核逐渐形成。密度大的物质向地心移动,密度小的物质(岩石等)浮在地球表面,这就形成了一个表面主要由岩石组成的地球。如此,你就可以想像出来地球内部有多不稳定,最主要的是地球上还有很多断层,就像一个装满沸腾的水的皮球,只要用针扎一下这个球的表面就会有水汽喷射出来。火山就是由处于地壳之下100-150千米处的液态岩浆从地壳薄弱的地段冲出地表形成的。

火山出现的历史很悠久。有些火山在人类有史以前就喷发过,但不再活动,这样的火山称之为“死火山”。此类火山已丧失了活动能力。有的火山仍保持着完整的火山形态,有的则已遭受风化侵蚀,只剩下残缺不全的火山遗迹、我国山西大同火山群在方圆约123平方公里的范围内,分布着99个孤立的火山锥,其中狼窝山火山锥高将近1900米。

有史以来曾经喷发过,但长期以来处于相对静止状态的火山,此类火山都保存有完好的火山锥形态,仍然具有火山活动能力,或尚不能断定其已丧失火山活动能力,人们称之为“休眠火山”。如我国长白山天池,曾于1327年和1658年两度喷发,在此之前还有多次活 动。虽然没有喷发活动,但从山坡上一些深不可测的喷气孔中不断喷出高温气体,可见该火山如今正处于休眠状态。

人类有史以来,时有喷发的火山,称为“活火山”。这类火山正处于活动的旺盛时期。如爪哇岛上的梅拉皮火山,本世纪以来,平均间隔两三年就要持续喷发一个时期、我国火山活动以台湾岛大屯火山群的主峰七星山最为有名。大陆上,仅在新疆昆仑山西段于田的卡尔达西火山群有过火山喷发记录。火山喷发形成了一个平顶火山锥。

应该说明的是,这三种类型的火山之间没有严格的界限。休眠火山可以复苏,死火山也可以“复活”相互间并不是一成不变的。过去一直认为意大利的维苏威火山是一个死火山,在火山脚下,人们建筑起许多的城镇,在火山坡上开辟了葡萄园,但在公元79年维苏威火山突然爆发,高温的火山喷发物袭占了毫无防备的庞贝和赫拉古农姆两座古城,两座城市及居民全部毁灭和丧生。

火山活动并非地球独有,它是一种宇宙自然现象。现代宇航探测发现月球、火星、金星、木卫一上均有火山活动。

火山喷发类型按岩浆的通道分为裂隙式喷发、熔透式喷发和中心式喷发三大类。

裂隙式喷发又称冰岛型火山喷发。岩浆沿地壳中的断裂带或裂隙溢出地表,这样形成的火山通道在地表呈窄而长的线状,向下呈墙壁状。这类喷发没有强烈的爆炸现象,喷发温和宁静,喷出的岩浆为粘性小的基性玄武岩浆,碎屑和气体少。基性熔岩溢出后,可以形成广而薄的熔岩流、熔岩坡或熔岩台地,甚至形成熔岩高原。

熔透式喷发的岩浆上升时,由于温度很高,再加上岩浆和岩石之间的一些化学作用,致使上面的岩石被熔透而顶开,形成直径很大、形状不规则的火山通道;岩浆失去压力后大面积溢出地表。炽热的岩浆从火山通道缓慢溢出形成熔岩流,最后逐渐冷凝形成熔岩。熔透式喷发形成的火山岩分布范围很广,火山口一般不明显。这类喷发有时岩浆上升停留在中途,没能融化顶部岩层便冷凝下来,只在地面隆起成丘,这种火山称为“潜火山”或“地下火山”。一些学者认为,远古时代地壳较薄,地下岩浆热力较大,常造成熔透式岩浆喷发,现代已不存在。

中心式喷发是岩浆沿火山喉管喷出地面。火山熔岩构成的是熔岩锥,它形状扁平、坡度缓(2°~10°),顶部有碗状火山口。其中规模巨大的叫盾形火山。全部由火山碎屑组成的是碎屑锥。其平面近似圆形,坡度约30°,顶部有一个漏斗状火山口。由熔岩和碎屑互层构成的叫复合锥,也叫层状火山锥。其坡度大多超过30°,形状比较对称,上部多熔岩,下部和边缘主要是火山碎屑。火山口呈碗状或漏斗状。有些火山锥坡上还有小型火山锥,其通道与主火山锥的通道相连,无独立的岩浆源。这种小型火山锥称寄生锥。

火山喷发对人类来说是把双刃剑既有害也有利。

火山爆发喷出的大量火山灰和暴雨结合形成泥石流能冲毁道路、桥梁,淹没附近的乡村和城市。火山爆发时会有巨大的岩石被喷到半空中,火山碎屑也会被大量地喷射到空中,粗重的落在火山口附近,轻而小的或被风吹到几百千米以外沉降,或上升到平流层随大气环流。火山喷发时灼热的火山灰流与水(火山区暴雨、附近的河流湖泊等)混合则形成密度较大的火山泥流。火山灰流和泥流都会造成灾害性后果。

火山碎屑流是主要的火山杀手之一,具有极大的破坏性和致命性。由于其速度很快,因而很难躲避。火山碎屑流是气体和火山碎屑的混合物。它不是水流,而是一种夹杂着岩石碎屑的、高密度的、高温的、高速的气流,常紧贴地面横扫而过。火山碎屑流温度可达1500°F,速度可达每小时100-150英里,它能击碎和烧毁在它流经路径上的任何生命和财物。火山碎屑流起因于火山爆炸式喷发或熔岩穹丘的崩塌。

火山喷发后形成的熔岩流温度常在900°C~1200°C之间,如此高的温度足以毁灭任何它所流经处的物体。另外,火山喷发所产生的巨大震动,会导致火山周边的泥土松动,从而导致山体滑坡。

火山熔岩流到海里时将产生高温且具有腐蚀性的气体熔岩雾霭。它是盐酸气体、蒸气及火山玻璃颗粒形成的刺激性混合物,对人体有害。

任何事物都有两面性,说完火山的缺点也得聊聊它的益处。火山资源主要体现在它的旅游价值、地热利用和火山岩材料方面。火山和地热是一对孪生兄弟,有火山的地方一般就有地热资源。地热能是一种廉价的新能源,同时无污染,因而得到了广泛的应用。从医疗、旅游、农用温室、水产养殖一直到民用采暖、工业加工、发电方面,都可见到地热能的应用。人们曾对卡迈特火山区进行过地热能的计算,那里有成千上万个天然蒸气和热水喷口,平均每秒喷出的热水和蒸气达2万立方米,一年内可从地球内部带出热量40万亿大卡,相当于600万吨煤的能量。冰岛由于地处火山活动频繁地带,可开发的地热能为450亿千瓦时,地热能年发电量可达72亿千瓦时,那里的人民很好地利用了这一资源,虽然开发的仅占其中的7%,但已经给当地人民带来了很多效益。其中,雷克雅未克周围的3座地热电站为15万冰岛人提供热水和电力,而整个冰岛有85%的居民都通过地热取暖。地热资源干净卫生,大大减少了石油等能源进口。自1975年后,冰岛空气质量大为改善。冰岛人还善于提高地热资源的使用效率,包括进行温室蔬菜花草种植、建立全天候室外游泳馆、在人行道和停车场下铺设热水管道以加快冬雪融化等。地热发电,我国西藏羊八井建立了全国最大地热试验基地,取得了很好的成绩。

火山活动还可以形成多种矿产,最常见的是硫磺矿的形成。陆地喷发的玄武岩,常结晶出自然铜和方解石,海底火山喷发的玄武岩,常可形成规模巨大的铁矿和铜矿。另外,我们熟知的钻石,其形成也和火山有关。玄武岩是分布最广的一种火山岩,同时它又是良好的建筑材料。熔炼后的玄武岩称为“铸石”,可以制成各种板材、器具等。铸石最大的特点是坚硬耐磨、耐酸、耐碱、不导电和可作保温材料。

火山爆发对自然景观的影响十分深远。火山灰富含养分能使土地更肥沃。熔岩崩解后,杂草苔类就会从中生长,直至覆盖。

火山给地球创造了许多自然奇观,让游人慕名前往。间歇泉是火山喷发后期的一种自然现象。当地下的高温将地下水加温到一定压力后,水和蒸气就会从喷口处冲出,压力降低后便停止喷出,进入下一个过程。其中最著名的要属美国黄石公园的间歇泉。

火山口底部的岩浆湖就如一锅艳丽滚开着的粥,让人着迷却不敢尝试。夏威夷岛上的基拉韦厄火山口直径4千多米,深130米,这口巨锅底部的岩浆湖深达十几米。湖上间断出现的高达数米的岩浆喷泉炫目壮观。今年五月,基拉韦厄火山再次喷发,直到现在也未停下来。

号称“世界第八奇迹”的恩戈罗恩戈罗火山口深达600多米,上面直径为18公里,面积254平方公里,底面积为260平方公里,如一口直上直下的巨井。狮子、长颈鹿、水牛、斑马等很多动物都生活在这口巨井中。

我国黑龙江省宁安市镜泊湖景区有一处“地下森林”,它是由7个死火山口演化来的。由于火山喷发物经风化后形成了肥沃的土壤,植物逐渐在此扎根,千万年后才造就了这世上少有的地下森林。

世界上最大的活火山口是日本九州岛上的阿苏火山,这个火山口东西方向17公里,南北方向25公里,周长100多公里,从它现在的规模就可以想像出当时爆发的巨大威力。如今火山的附近有许多温泉,是人们休闲和疗养的好去处。

火山爆发不仅可以改变地貌,还能影响气候,使一些地区气候变冷。

火山喷发为何会影响气候?这主要与其喷发时释放的物质有关。

首先是火山灰。这种被喷射到天空中、直径小于2毫米的碎石和矿物质粒子,其中一部分很快会随风雨降落到地面,而另一部分则进入高空,并在对流层、平流层游荡多年,厚度有时会超过一千米。其次是喷发时释放的气体,包括二氧化硫、硫化氢、氯化氢和氟化氢等物质。二氧化硫与大气中或火山喷出的水蒸气发生化学反应,形成硫酸气溶胶。这些硫酸气溶胶也能在大气圈滞留数月至数年。

在强烈火山喷发活动后,火山灰及硫酸气溶胶笼罩在天空,被称为自然界的“核冬季”,大量太阳辐射被其反射,热量难以抵达近地面。此外,火山灰在高空进一步被氧化,亦能转化为气溶胶。气溶胶颗粒又是形成云层冰晶的凝结核,这也导致火山灰影响之处多阴雨天气,同时,该过程也会吸收大量太阳辐射。

正是因为太阳辐射被大量反射或吸收,在强烈火山喷发活动后,地表会出现明显的降温现象,有时这一效应会持续数年。

这就是火山,我们都知道却不了解的火山。不管我们喜欢还是不喜欢,它都会在地球上存在并影响着我们的生活。

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