火山喷发(volcanic
eruption),地质学专业术语,是一种奇特的地质现象,是地壳运动的一种表现形式,也是地球内部热能在地表的一种最强烈的显示。是岩浆等喷出物在短时间内从火山口向地表的释放。由于岩浆中含大量挥发分,加之上覆岩层的围压,使这些挥发分溶解在岩浆中无法溢出,当岩浆上升靠近地表时,压力减小,挥发分急剧被释放出来,于是形成火山喷发。

原生岩浆是地核俘获的熔融物质形成的。地核俘获熔融物质和其他一些物质形成巨厚的熔融层。这些物质其成分是不均的。原生岩浆凝固形成最原始的地球外壳。

我们所见到的各类侵入岩,如超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩和碱性岩等,以及火山喷发出的各类岩浆,它们都是再生岩浆,只是来源深度、通道物质成分及分异程度不同而已。

再生岩浆包括原生岩浆变异出的岩浆和重熔岩浆。

地球液态层是由原生岩浆经变异形成的再生岩浆组成的——经过温度、成分和物态的改变而形成的。

岩浆由地球深处移动到地壳内形成侵入岩或喷发到地表形成火山,岩浆移动的动力主要有二:

其一,由于地球内球比重大于液态层和外球,在绕太阳公转时,内球始终偏向引力的反方向,内球不在地球中心。形成内球对液态层由内向外的挤压力,使岩浆和其他气液态物质由地球内部向外移动或喷发到地表。

其二,岩浆结晶或发生其他物化反应,产生一些水和气,形成膨胀挤压力,使岩浆和其他气液态物质由地球内部向外移动或喷发到地表。

喷发类型

因岩浆性质、地下岩浆库内压力、火山通道形状、火山喷发环境等诸因素的影响,使火山喷发的形式有很大差别,一般有这样一些分类。

裂隙式喷发

岩浆沿着地壳上巨大裂缝溢出地表,称为裂隙式喷发。这类喷发没有强烈的爆炸现象,喷出物多为基性熔浆,冷凝后往往形成覆盖面积广的熔岩台地。如分布于中国西南川、滇、黔三省交界地区的二叠纪峨眉山玄武岩和河北张家口以北的第三纪汉诺坝玄武岩都属裂隙式喷发。现代裂隙式喷发主要分布于大洋底的洋中脊处,在大陆上只有冰岛可见到此类火山喷发活动,故又称为冰岛型火山。裂隙式喷发多见于大洋底部,是海底扩张原因之一

中心式喷发

地下岩浆通过管状火山通道喷出地表,称为中心式喷发。这是现代火山活动的主要形式,又可细分为九种:

宁静式:火山喷发时只有大量炽热的熔岩从火山口宁静溢出,顺着山坡缓缓流动,好像煮沸了的米汤从饭锅里沸泻出来一样。溢出的以基性熔浆为主,熔浆温度较高,粘度小,挥发性成分少,易流动。含气体较少,无爆炸现象、夏威夷诸火山为其代表,又称为夏威夷型。这类火山人们可以尽情地欣赏。

爆裂式:火山爆发时,产生猛烈的爆炸同时喷出大量的气体和火山碎屑物质,喷出的熔浆以中酸性熔浆为主。一般来说中心式喷发的猛烈程度主要与岩浆的粘稠度及其中所含的挥发性成分有关,粘稠度高,挥发性成分多都会导致剧烈的喷发。1902年12月16日,西印度群岛的培雷火山爆发震撼了整个世界。它喷出的岩浆粘稠,同时喷出大量浮石和炽热的火山灰,导致了熔岩穹丘崩塌,这次造成26000人死亡的喷发,就属此类,也称培雷型。

中间式:
属于宁静式和爆裂式喷发之间的过渡型.此种类型以中基性熔岩喷发为主。若有爆炸时爆炸力也不大。可以连续几个月,甚至几年,长期平稳地喷发,并以伴有歇间性的爆发为特征。以靠近意大利西海岸利帕里群岛上的斯特朗博得火山为代表.该火山大约每隔2-3分钟喷发一次,夜间在50公里以外仍可见火山喷发的光焰,故而被誉为“地中海灯塔”。又称斯特朗博利式。有人认为我国黑龙江省的五大连池火山属于这种类型。

普林尼式:最强大的一种火山爆发形式,能将火山灰喷洒到45公里以上的高空,然后覆盖大片区域。此种类型以酸性岩浆为主,流动力小,粘度大,但能形成强大的火山碎屑流。以“普林尼”人名而命名,也可叫“维苏威式喷发”。普林尼式火山喷发特征是喷射到平流层的火山气体及火山灰。最特别的是喷发大量的浮岩及非常剧烈的气体爆发。短暂的喷发可以在一天内完结,但也可以长达数日,甚至数月。较长时间的喷发最初是灰云的生成,有时会连同火山碎屑流。可以喷出大量岩浆令火山口崩塌,形成破火山口。细灰可以覆盖很大面积。普林尼式火山喷发一般会有很大的声响,就如喀拉喀托火山喷发时一样。熔岩一般都是流纹岩及有丰富的硅酸盐。普林尼式火山喷发很少会有玄武岩熔岩,而如今一次有玄武岩熔岩的是1886年的塔拉威拉山喷发。

武尔卡诺式:能将炙热的岩石和火山灰喷到20公里以上的高空,并落在火山附近,此类喷发与培雷式喷发略像。这种类型喷发比斯通博利式火山熔岩粘度更大,呈熔浆状,喷发较为猛烈。不喷发时在火山口上形成较厚的固结外壳,气体在固结的外壳下聚集,使熔岩柱的上部气体趋于饱和。当压力增大时,发生猛烈的爆炸,有时足以摧毁一部分火山锥,使阻塞物被炸开,一些碎片和熔岩组成的“面包皮状火山弹”和火山渣被一起喷出,同时伴随着含相当数量火山灰的“菜花状”喷发云。

苏特塞式:火山活动的前半个时期,在浅海海底的一个火山口以反复爆发式喷发为特征,当玄武质岩浆与海水接触时又发生爆炸,产生大量细粒物质,这种由岩浆-水蒸气、水蒸气-岩浆爆发的类型与陆上的斯通博利型喷发不一样。

超级武尔卡诺式:和水蒸气爆发一样,几乎是无岩浆物质的爆发式喷发。有的称超火山(日本磐梯山)型爆发。由于喷发只有喷发物质而无熔岩,因此喷发物质是在冷却状态下喷发的,偶尔在炽热状态下喷出。其特点是出现大量的基底火山碎屑,有时可达75%-100%。
超武尔卡诺型喷发出的物质体积大小变化很大,从巨形岩块到火山灰均有。碎屑通常是棱角状和尖棱角状,无火山弹和熔渣

超级普林尼式:极为罕见的一种火山爆发形式,规模非常大,喷出的火山灰可以覆盖全球。与普林尼式喷发一样,但是规模是普林尼式的10倍。超级火山就是属于这种类型的。例,黄石火山、多巴火山……

泛布玄武岩式:泛布玄武岩是对“火山喷发导致整个大陆被熔融岩石覆盖”的一种委婉说法。它们的规模非常庞大,整个国家都将被玄武岩覆盖。跟这个名单上的其他名目不同,以前这种情况发生过,而且它是会反复出现的自然灾害。例,西伯利亚地盾……

喷发阶段

气体的爆炸

在火山喷发的孕育阶段,由于气体出溶和震群的发生,上覆岩石裂隙化程度增高,压力降低而岩浆体内气体出溶量不断增加,岩浆体积逐渐膨胀,密度减小,内压力增大,当内压力大大超过外部压力时,在上覆岩石的裂隙密度带发生气体的猛烈爆炸,使岩石破碎,并打开火山喷发的通道,首先将碎块喷出,相继而来的就是岩浆的喷发。

喷发柱的形成

气体爆炸之后,气体以极大的喷射力将通道内的岩屑和深部岩浆喷向高空,形成了高大的喷发柱。喷发柱又可分为三个区:

气冲区:它位于喷发柱的下部,相当于整个喷发柱高度的十分之一。因气体从火山口冲出时的速度和力量很大,虽然喷射出来的岩块等物质的密度远远超过大气的密度,但它也会被抛向高空。气冲的速度,在火山通道内上升时逐渐加快,当它喷出地表射向高空时,由于大气的压力和喷气能量的消耗,其速度逐渐减小,被气冲到高空的物质,按其重力大小在不同的高度开始降落。

对流区:位于气冲区的上部,因喷发柱气冲的速度减慢,气柱中的气体向外散射,大气中的气体不断加入,形成了喷发柱内外气体的对流,因此称其为对流区。该区密度大的物质开始下落。密度小于大气的物质,靠大气的浮力继续上升。对流区气柱的高度较大,约占喷发柱总高度的十分之七。

扩散区:位于喷发柱的最顶部,此区喷发柱与高空大气的压力达到基本平衡的状态。喷发柱不断上升,柱内的气体和密度小的物质是沿着水平方向的扩散,故称其为扩散区。被带入高空的火山灰可形成火山灰云,火山灰云能长时间飘流在空中,而对区域性的气候带来很大影响,甚至会造成灾害。此区柱体高度占柱体总高度的十分之二左右。

喷发柱的塌落

喷发柱在上升的过程中携带着不同粒径和密度的碎屑物,这些碎屑物依着重力的大小,分别在不同高度和不同阶段塌落。决定喷发柱塌落快慢的因素主要有四点:

火山口半径大的,气体冲力小,柱体塌落的就快;

若喷发柱中岩屑含量高,并且粒径和密度大,柱体塌落的就快;

若喷发柱中重复返回空中的固体岩块多,柱体塌落的就快;

喷发柱中若有地表水的加入,可增大柱体的密度,柱体塌落的就快。反之,喷发柱在空中停留时间长,塌落的就慢。

火山喷发并非千篇一律,像夏威夷基拉韦厄火山那样的喷发,事前熔岩已静静地流出,由于熔岩流动缓慢,因而只破坏财产而没有危及生命。而像1883年印尼喀拉喀托火山那样的火山碎屑喷发或蒸汽爆炸,则造成人员的重大伤亡。

在火山喷发过程中,挥发性物质充当了重要的角色,它不仅是火山喷发的产物,更是火山喷发的动力。从岩浆的产生到火山喷发的整个过程,挥发性物质的活动无一不在起作用。

英国科学家认为超级火山喷发可能毁灭人类

英国科学家认为:人类有可能在一次超强度的火山喷发中毁灭。大不列颠公共大学的斯蒂芬·塞尔夫在一次答电子杂志记者问时称,还没有任何办法可以阻止这种灾难。当前科学家们正在忙着制定种种抵抗“外部威胁”的战略,比如说如何阻止小行星同地球相撞,却很少去考虑主要危险有可能来自地球内部。

地球物理学家们断言,有些火山的喷发强度要比过去的大好几百倍,而且地球在出现文明前不久曾经历过如此大规模的灾难。

美国地质学家早些时候曾在黄石国家公园发现了不太深的火山灰死层,认为其形成的原因是发生在62万年前的一次超级火山喷发,结果是至今这里还可以见到一些漏斗形的大坑,它们都是那些毁灭性火山喷发后形成的破火山口。

在写给英国政府自然灾害工作小组的报告中对这种超级火山喷发所造成后果曾有过详细的描述——很大一片地域会被熔岩覆盖,而且撒向大气层的尘土和灰烬将会使不少阳光到达不了地球表面,这无疑会使全球性的气候发生变化。

据纽约大学的迈克尔·拉姆皮诺称,发生于7.4万年前的苏门答腊火山的超强度喷发曾导致全球变冷和北半球3/4的植物毁于一旦。

危害

最具威力、最壮观的火山爆发常常发生在俯冲带。这里的火山可能在沉寂达数百年之后再度爆发,而一旦爆发,威力就特别猛烈。这样的火山爆发常常会给人类带来世界毁灭。

影响全球气候
火山爆发时喷出的大量火山灰和火山气体,对气候造成极大的影响。因为在这种情况下,昏暗的白昼和狂风暴雨,甚至泥浆雨都会困扰当地居民长达数月之久。火山灰和火山气体被喷到高空中去,它们就会随风散布到很远的地方。这些火山物质会遮住阳光,导致气温下降。此外,它们还会滤掉某些波长的光线,使得太阳和月亮看起来就像蒙上一层光晕,或是泛着奇异的色彩,尤其在日出和日落时能形成奇特的自然景观。

破坏环境

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使得无数人无家可归。
泥土、岩石碎屑形成的泥浆可像洪水一般淹没了整座城市。

岩石虽被火山灰云遮住了,但火山刚爆发时仍可看到被喷到半空中的巨大岩石。

重现生机

火山爆发对自然景观的影响十分深远。土地是世界最宝贵的资源,因为它能孕育出各种植物来供养万物。如果火山爆发能给农田盖上不到20厘米厚的火山灰,对农民来说可真是喜从天降,因为这些火山灰富含养分能使土地更肥沃。

1、熔岩崩解后,杂草苔类开始冒出出来。

2、绳状熔岩流过的山坡长出蕨类植物。

3、火山灰让周围的土地肥沃,当地的葡萄年年丰收。

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