火山(Volcano)是通向地狱的入口,里面充斥着从未停息的怒火,无数的气泡在沸腾中翻滚,时刻等待着喷发,如若时机一到,那暗红的岩浆便如迅猛的火龙,在滚滚黑烟的裹挟中喷涌而出,电闪雷呜间,仿如世界末日到来。 在我们生存的星球中,遍布着无数火山,大部分都是死的或者休眠的火山,余下的就是尚在活动或周期性发生喷发活动的活火山。 据史密森学会(Smithsonian Institution) [注1]2021年10月15日公布的数据,目前全球有 1357 座潜在的活火山,其中已经确认历史喷发的有560座,正在喷发的有48座。 这些不论在陆地上,还是海底的火山,大部分都位于板块交界处,特别是在环太平洋火山带 [注2]这块长40,000千米,呈马蹄形,并围绕太平洋的经常发生地震和火山爆发的地区,包含了地球上约80%的火山。 按大小形状来分的话,火山的外形主要可以分复式火山 [注3]和盾形火山 [注4]。 复式火山通常看起来像是高而陡峭的山峰,它们外观多为优美、对称的锥形。例如:日本的富士山。 盾状火山具有宽广缓和的斜坡,整体看来就像是一个盾牌。例如:非洲大裂谷的尔塔阿雷火山。 除此之外,还有像1980年圣海伦火山爆发时从侧锋喷发而出的形成球根一样的熔岩穹丘。 它们的形状和大小有差异,但都有个共同点,那就是所有的火山都会喷发出气体和熔化的岩石,而这些物质都来自于地心,在那里,有着不输于太阳的表面温度热量 [注5],这些热量会传递到因板块互相排挤所伸入的那部分岩石地幔中,当这部分岩石被融化了,然后变成了岩浆。 这些岩石变成的岩浆,密度变小,同等体积质量就变得比周围的固态岩层轻,就像氢气球在大气中一样会借着浮力穿过地幔上升,然后通过地壳中的孔隙溢出,火山就开始喷发了。 到达地表后,这些岩浆被称之为熔岩,它的温度可达1000 以上,除熔岩外,火山还会喷出一些形成于地幔的灼热气体 [注6],这些气体少的话,喷发威力温和而且宁静。 但如果气体多,那就严重了,这会在一种称之为碎屑流 [注7]的现象中,裹挟着刚出炉的温度超过1000 的火山灰,以时速700公里的速度向外喷出。 在此行进的路上,时速度还可保持在120-160公里之间,热流中的火山灰洗礼的一切将无从幸免。 为了区分火山爆发的强烈程度,科学家们采用了火山爆发指数(Volcanic Explosivity Index,简称VEI),通过喷出物体积、火山云高度和定性观察(程度描述词)用于确定爆发强烈程度,火山喷发指数从非爆炸性喷发强度的0 级开始,每增1级表示威力为前者的10倍,火山爆发指数没有上限,但迄今为止,测得最严重的喷发也都只归类为8级,不过放心,最近的8级喷发距今也有2万7千多年历史了。 而人类目睹过最具破坏力的等级为7,那是发生在1815的印尼的坦博拉火山爆发[注8],喷发造成大约至少7万人死亡,其中大约1万人直接死于火山爆发,喷发后,坦博拉山头从4100米直接降到2851米,由此可预见当时的灾难有多严重,而且那年全年都没有了夏天。 火山虽然是大自然中最具有破坏力的力量之一,但他们对地球上生命的发展至关重要。如果没有火山喷发,地球上的大部分水仍会被困在地壳和地幔中,甚至早期的无机小分子演变成生命必备的有机小分子,也有火山在默默参与。如今火山的喷发一直还在做着扩张陆地的运动,夏威夷群岛与冰岛就是这么形成的。 拍摄于1963年的叙尔特塞火山 (叙尔特塞(冰岛语:Surtsey)是冰岛外海的一座火山岛,属于冰岛。它是由海面下130米火山爆发形成,于1963年11月14日突出海面,火山喷发持续将近4年时间,岛的面积也达到最大值2.7平方公里,之后在风和波浪的侵蚀中逐渐变小,2002年时面积只剩下1.4平方公里) 火山喷发后散落的火山灰和岩石分解成土壤,具有非凡的保持养分和水分的能力,使土地更加肥沃。这些丰富的火山土壤,称为安多土壤 (Ando sols )[注9],约占地球可用面积的 1%。 除此之外,火山岩浆只要能留在地表下,就是很好的地热来源。火山附近常有温泉或热泉,这就是因为岩浆散发出的热度使地下水变热而形成的。这种热源我们称为地热,规模大的可形成"地热田",如我国内蒙古中西部的呼包平原、临河盆地、鄂尔多斯盆地等大型断拗陷盆地是我国少有的特大型地热田,地热资源潜力巨大。 所以,在破坏的过程中,火山也起到了协助作用,默默改变着地貌,造就着这个丰富多彩的世界。 注:1.Smithsonian Institution:史密森学会,世界最大的博物馆及教育和研究中心,位于华盛顿特区国家广场的矿物科学系中的全球火山活动计划(Global Volcanism Program,简称GVP),记录了地球上过去 10,000 年间火山的喷发历史。 GVP 报告来自世界各地的当前火山喷发,并维护有关活火山及其喷发的数据库存储库。通过这种方式,呈现了地球火山活动的全球背景。 2. 环太平洋火山带:又称环太平洋带、环太平洋地震带或火环,是一个围绕太平洋经常发生地震和火山爆发的地区,全长40,000公里,呈马蹄形。环太平洋火山带上有一连串海沟、列岛和火山,板块移动剧烈。环太平洋火山带共有活火山512座,占全球活火山数量的80%。位于亚欧板块和太平洋板块之间,地壳运动频繁。 3. 复式火山(Strato volcano):又称为成层火山、层状火山,其外观多为优美、对称的锥形,是由硬化的熔岩、火山喷发碎屑、浮岩和火山灰不断堆积形成的,大多数都是独立山峰,许多著名的山都属此类,例如:日本的富士山以及御岳山、台湾省的七星山、菲律宾的马荣火山、美国的圣海伦火山、意大利的维苏威火山、斯特龙博利火山等。. 4.盾形火山(shield volcano),具有宽广缓和的斜坡,底部较大,整体看来就像是一个盾牌。 5. 温度:地核温度约有4000 6000 ,太阳表面温度约5505 C。 6. 气体:主要是 H2O(水蒸气)和一些 CO2(二氧化碳),还有少量的含硫、氯和氟等气体。 7. 碎屑流:具有极大的破坏性和致命性,速度很快很难躲避,里面有快速流动的炽热的气体、灰和岩石(火山灰或火山碎屑),从火山中以每小时700公里的速度向外喷出。气体温度通常是在800~1000摄氏度。火山碎屑流通常顺火山斜坡向下运动,速度取决于其密度、喷发速度与山坡的倾斜度。 8. 坦博拉火山(Tambora):印尼松巴哇岛上的复式活火山,1815年之前海拔4100,当年4月5日–12日爆发后,直接降为2851米,当时的火山爆发指数7,超过1000亿立方米的物质被释放,造成全球气候异常,直接让1816年成为"无夏之年"。北半球农作物欠收,家畜死亡,导致19世纪最严重的饥荒,其中包括嘉庆云南大饥荒。 9. 安多土壤(Ando sols ):也叫火山灰土,为在火山灰形成的火山区中发现的土壤,名字来自日语an (暗) 和 do (土),非常肥沃。