走進火山世界,了解多樣的火山形態,更有地球外的超級火山

2020-12-10 龍源期刊網

火山遍布地球各個角落,有的早已熄滅,成為「死火山」,有的則處於爆發或可能爆發的狀態,它們被稱為「活火山」。無論是古老的還是年輕的火山,它們都在向我們訴說著火山活動的悠久歷史。

正在噴發

聖海倫斯火山

位於美國華盛頓州境內的聖海倫斯火山,曾經擁有令人驚嘆的對稱錐體外形,長久以來一直享有「美國的富士山」的稱號。然而,1980 年5 月18 日,聖海倫斯火山爆發,這座2950 米高的火山的峰頂崩塌,只留下一個馬蹄形的破火山口。這是有史以來地球上發生的最大的一次山崩。

在火山爆發之後,科學家對當時正在附近野營地宿營的人們意外拍攝到的火山爆發照片進行細緻分析,重新描述了火山噴發時的情形。

開始時,山頂北坡因巖漿侵入而向外鼓脹。5月18 日早上8 點32 分,一次5.1 級地震之後,整個北坡突然坍塌,發生巨大滑坡。接著,火山發生爆炸式噴發,噴出包含大量氣體、菸灰和巖石的黑色煙雲,噴射高度達到數千米。溫度高達700 攝氏度的火山碎屑流以每秒75 米的速度傾瀉而下,塞滿山谷,厚度達到195 米。同時,火山噴發形成巨大的衝擊波,瞬間將周圍600 多平方千米地區夷為平地,使上千萬棵樹木折倒。之後,火山再次發生崩落,整個山頂被「吞噬」。在整整9 個小時的時間裡,火山持續噴發,直到下午5 點30 分左右,猛烈的噴發停止,而輕度的噴發又持續了4 天。又過了一周,火山再一次發生大型噴發,接著是幾次小型噴發。最後, 火山的能量消耗殆盡, 火山終於安靜了下來。不過, 此時的聖海倫斯火山已經沒有「腦袋」了。

2004 年10 月以來, 沉寂多年的聖海倫斯火山再次發出隆隆的轟鳴聲,不斷地向外噴吐氣體,在火山口內部甚至還形成了一個日漸鼓脹起來的熔巖圓頂,這說明火山內部的巖漿正在升高,火山有可能再次爆發。

維蘇威火山

維蘇威火山在中世紀被稱為「地獄的煙囪」,它的活動極為頻繁。過去兩千年中平均每百年爆發一次,其中最著名的一次發生在公元79 年,當時位於火山附近的義大利小城龐貝及其臨近城鎮有約16000 人被火山噴發出的火山灰活埋。現存火山自形成以來,已發生過8 次重大噴發,除引發可觀的火山碎屑流與湧浪之外,還造成沖天巨柱,攜帶浮石、火山灰與火山彈上衝至數十千米高處。1631 年,發生了自公元79 年以來最大的噴發,火山碎屑一直流到海邊。最近的噴發發生在1944 年,奪走了27 條人命。若按照平均50 年的休眠間隔推算,目前它已超過理當噴發的時間。

如果維蘇威火山再度爆發,將造成什麼樣的災難呢?不久前,權威火山專家對維蘇威火山未來大噴發的場景進行了首次計算機三維模擬,結果顯示,在火山爆發的最後階段,超高溫的氣體、巖石和火山灰將形成蕈狀雲直撲地面,至少造成30 萬人喪生,為公元79 年那次爆發的近29 倍。目前,有50 多萬人居住在維蘇威火山方圓6.5 千米內的18 個城鎮,如果火山爆發時來不及疏散,大部分人難逃一死。不過,電腦模擬顯示,環繞火山口的山峰將形成一道天然屏障,生活在維蘇威火山北部和西北部高危地區的20 萬人或許有更多的逃生機會。

雖然科學家已經發出了嚴重警告,但生活在火山陰影下的當地居民卻不以為然,他們的生活照舊。的確,站在那不勒斯街頭,面對喧囂的街道,你是很難想像兩千年前火山噴發在一夜之間是如何將龐貝文明摧毀殆盡的。

夏威夷火山

位於夏威夷群島上的幾勞亞火山,是地球上最受科學家關注的火山之一,它的每一次振動都會被蛛網般密布的感應器記錄下來。幾勞亞火山之所以備受關注,是因為它是地球上最活躍的火山之一。事實上,整個夏威夷群島都是火山噴發的產物。

夏威夷群島包括8 個較大的島嶼和124 個小島,組成一條西北至東北方向的新月型島鏈,在北太平洋中部蜿蜒2400 多千米。從地質構造上看,夏威夷群島火山位於太平洋板塊中部,遠離板塊邊緣的火山活動地帶,但由於正好處在地球地幔層的一個熱點之上,熔融的地幔物質從這裡呈柱狀上升並衝破地殼,發生火山爆發。過去7500 萬年以來,當太平洋板塊以每年9 釐米的速度在地幔熱點上移動時,造就了一連串的火山,最終形成了夏威夷群島。

夏威夷群島中的夏威夷島上有5 座火山,其中的冒那納羅亞和基拉韋厄是世界著名的活火山。基拉韋厄火山是夏威夷火山中形成時間最晚的,大約50 萬年前才出現在海洋中,直到大約7.5萬年前才躍出水面,成為今天的模樣。數百年來,基拉韋厄火山頂端的一系列火山口相繼噴發,大量熔巖從火山頂部噴湧而出,形成了兩道裂谷地帶。夏威夷國家火山公園建立後,基拉韋厄火山成為公園最著名的景點之一,平均每周有數千遊客來此觀看火山噴發。如果禁得住長途跋涉,他們甚至有機會近距離感受熔巖流匯入海洋的壯觀景象。不過,從2006 年起,這項體驗活動被取消了,因為據推測,位於火山熔巖入海處的面積約88 平方千米的熔巖三角洲有可能整體坍塌,落入太平洋。

在基拉韋厄火山東北面,有一個著名的「撲撲喔喔」火山道。1983 年,「撲撲喔喔」開始噴發,從火山道噴湧而出的熔巖經由一系列的熔巖隧洞最終流向10 千米遠的海洋。由於熔巖隧洞局部堵塞,部分熔巖湧出地表,形成地面熔巖流。僅這一年間,地面熔巖流就摧毀了當地的16 所房屋。到1986 年,噴發轉移到位於「撲撲喔喔」東北部約4千米處的卡拉伯納火山口,熔巖流最終於當年11 月流入海洋。由於熔巖流改道,卡拉伯納小鎮14 所房屋被衝毀。在隨後的3 年時間裡,整個卡拉伯納地區的建築都遭到了嚴重損害,曾經美麗的海灘也被熔巖流所覆蓋。

1992 年,卡拉伯納火山口的活動完全停止,而「撲撲喔喔」再次發威,它的噴發一直持續到現在。據粗略估算,僅1983 ~ 2001 年的10 多年間,「撲撲喔喔」火山口噴湧出的熔巖就湮沒了約160 平方千米陸地,同時在海洋中新生成了約217 公頃陸地,噴吐的熔巖總量高達210 多萬立方米。

除了那些有明顯活動的火山,地球上還有一些其他形式的火山,比如海底火山、間歇泉、噴氣孔、溫泉、泥火山等。

垂死火山

間歇泉、噴氣孔、溫泉

間歇泉、噴氣孔、溫泉等,是火山活動區域十分常見的自然景觀。地表水逐漸向下滲透,其間有可能流經積蓄著熔巖的高溫區域。無論此時的熔巖是處於活動或者正逐漸凝固狀態,在高溫作用下,流到此地的液體水的密度變小,順著與地表相通的微小縫隙升騰而上,強力噴出地表,成為間歇泉、噴氣孔和溫泉等。這種現象有時又被視為火山的「垂死」徵兆,因為它有可能表明,地底深處的熔巖正在逐漸冷卻凝固。

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