火山
火山的成因及分布
板塊交界處火山的成因
板塊構造學說主張板塊的運動,是由于地球內部軟流圈的熱對流造成的。而當板塊互相推擠,密度較高的一邊會下降到另一邊下方,稱作 俯沖 ,而發(fā)生俯沖的帶狀地區(qū)稱為 俯沖帶 或 聚合性板塊交界 。地底的高溫會將隱沒的板塊熔融,形成巖漿。巖漿借由浮力緩緩上升,最后聚集成為 巖漿庫 ,就是火山底部儲存巖漿的場所。而當巖漿中的氣體壓力累積到一個程度,火山就爆發(fā)了。例如:環(huán)太平洋地區(qū)的火山,大多為此種火山。有些火山分布在板塊的張裂性交界上,也就是兩個板塊分離的帶狀地區(qū)。在這種地區(qū),高溫的地幔物質會上升,形成海底火山山脈,稱作 中洋脊 。
熱點的移動形成火山島鏈
還有一些火山并不位于板塊的交接處,例如美國黃石復式破火山口及夏威夷群島?;鹕綄W家稱這些火山是坐落于 “熱點” 上。目前熱點的作用機制尚不清楚,但科學家普遍認同熱點是由地幔底部上升的“熱柱”造成。當板塊在熱點上做水平移動時,便有一連串的火山生成。這樣作用連續(xù)發(fā)生后,會造成一系列的火山島群,而離熱點越遠的火山其生成年代越老。
火山的分布
受火山成因的影響,世界各地的火山大多分布在板塊交界處,但仍有部分例外(熱點)。主要的火山帶包括:
環(huán)太平洋火山帶(又稱 火環(huán) ):從南美洲西岸,濱太平洋的安地斯山脈開始,經過中美洲、墨西哥、美國西岸、加拿大到阿拉斯加后,沿阿留申群島及勘察加半島到太平洋西岸的花彩列島,包括千島群島、日本、琉球群島、菲律賓群島,接著連接印度尼西亞、巴布亞新幾內亞、所羅門群島,迄新西蘭。本火山帶之火山數目約占全世界之75% ,且活動相當頻繁。
中洋脊火山帶:包括太平洋、大西洋及印度洋三大洋的中洋脊,總長度約80,000公里,約成W形分布。但中洋脊上火山的分布并不平均,集中于大西洋中洋脊,有60余座。太平洋及印度洋中洋脊的火山相對較少。中洋脊的火山以海底火山為主,也有少部分的火山島(例:塞舌爾、冰島)。
東非大裂谷火山帶:東非大裂谷是由非洲板塊的地殼運動形成,地質學家預測幾百萬年后,東非可能會分裂成兩個不同的板塊,至今地質活動依然頻繁。較著名的例子有:肯亞的乞力馬扎羅山、剛果民主共和國的尼拉貢戈火山,埃塞俄比亞的爾塔阿雷火山等。
地中海─喜馬拉雅火山帶:西從比利牛斯山始,迄喜馬拉雅山,全長約十萬公里,但分布不均。歐洲部分多分布于意大利,例如維蘇威火山、埃特納火山等。愛琴海上的多個島嶼也是火山島,其中圣托里尼島在史前發(fā)生過大爆發(fā)。中段幾乎無火山。亞洲部分,在印澳板塊及歐亞板塊的交界處分布著若干火山群。
火山的構造
火山錐 指火山噴出物在巖漿通道口堆積而成的錐形山丘,其大小受噴出物的物質和大小影響,主要分為寄生熔巖錐(spatter cone)、凝灰火山錐(ash cone)、火山渣錐(cinder cone)和凝灰?guī)r錐(tuff cone)。火山錐上可能形成小型火山錐,其通道與主體火山錐的通道相連通但無獨立的巖漿源,稱為 寄生錐 。頂部的漏斗狀洼地(原巖漿噴出口)稱做 火山口 。巖漿噴出地表的通道,稱為 火山喉管 ,而一旦該通道為冷凝的巖漿阻塞,稱 火山頸 。
火山的外形及地形
層狀火山
層狀火山
層狀火山 (Stratovolcano,又稱為 成層火山 ),其外觀多為優(yōu)美、對稱的錐形。它們是由無數熔巖流不斷堆積形成的。此種火山的熔巖黏滯性較高,通常為安山巖質。因其優(yōu)美對稱的外型,多成為觀光勝地。大多數成層火山都是獨立山峰。許多著名的山都屬此類,例如:日本的富士山以及御岳山、菲律賓的馬榮火山、美國的圣海倫火山、意大利的維蘇威火山、斯特龍博利火山等。
盾狀火山
盾狀火山
盾狀火山 (Shield Volcano)具有寬廣緩和的斜坡,整體看來就像是一個盾牌。此種火山通常由玄武巖巖漿構成,流動性高,故能夠分布在很大的區(qū)域,才能形成寬廣的山形。最著名的例子是夏威夷群島,這個群島的每個島嶼都是一座巨大的盾狀火山。而位于非洲大裂谷的爾塔阿雷火山也是盾狀火山,其火山口與夏威夷的基拉韋厄峰一樣擁有十分罕見而長期活動的熔巖湖。
火山穹丘
火山穹丘
火山穹丘 (lava dome,或稱為 熔巖穹丘 ),常見于火山口內或火山的側翼,是一種圓頂狀的突起,看起來類似某些植物的球根?;鹕今非鹗怯筛唣ざ鹊娜蹘r形成的,由于其黏度太高,不能從火山口遠流,在火山口上及其附近冷卻凝固?;鹕今非饡砷L,這是由于地底巖漿庫的空間不足以容納所有巖漿,導致部分巖漿擠入穹丘下方。如果成長中的穹丘是位于陡峭的山坡上,其成長有可能導致重心的不穩(wěn)定,最后導致山崩或火山碎屑流。[1]1980年圣海倫火山爆發(fā)時歸納于火山穹丘這類側鋒噴發(fā)。
火山渣錐
火山渣錐 (Cinder cone)是指由火成巖屑或火山渣(火山的噴出物質)在火山口周圍堆積而成的山丘。大多數的火山渣錐都很耐侵蝕,因為落到錐上的降雨滲入到高滲水性的火山渣里,較少對它們的表面進行侵蝕作用。由于火山碎屑物膠結松散,故無法形成較高的堆積,通常都小于500米。較著名的火山渣錐為墨西哥的帕里庫廷火山,它是世界上最年輕的火山。
其他地形
破火山口 (Caldera):破火山口通常是由于火山錐頂部(或一群火山錐)因失去地下熔巖的支撐崩塌形成。外形為碗形的凹地,其直徑為數百米至數公里不等。著名的例子是美國黃石國家公園的黃石復式破火山口。其英文名的語源為西班牙文Caldera,意指罐子或大鍋子。
File:Ukinrek Maars, Alaska.jpg 低平火山口
低平火山口 (maar):是由巖漿和水相互作用發(fā)生爆炸而形成。在地表下形成了深切到圍巖的圓形火山口,并被一個低矮的碎屑環(huán)包圍。常常會積水而形成火山湖。其語源為拉丁文的mare,即“?!薄⒁姷推交鹕娇?。[2]
熔巖臺地 :或稱熔巖高原,通常是由高流動性的巖漿由一大群裂縫中滲透形成。
熔巖平原 :火山噴發(fā)的區(qū)域若整體地勢平坦即稱之。成因與熔巖臺地相似。[3]
火山溝 :由于地下巖漿空虛,引起上方地塊向下發(fā)生斷層作用形成寬溝。[4]
火山的爆發(fā)
火山爆發(fā)(volcanic eruption)是指:火山從地面下經由一個通道,將氣體、碎屑或巖漿噴出地表的過程。通常包括三個階段:巖漿形成及初步上升、進入巖漿庫(巖漿的儲存處)及噴發(fā)。
火山噴發(fā)的長短
一些火山學家認為 ,一座火山的噴發(fā)可以分為:
噴發(fā)脈波 :一次強烈的噴發(fā)脈波又引起了數次的噴發(fā)脈波
噴發(fā)階段 :由數個噴發(fā)階段組成,持續(xù)時間由數天到數年不等
一次噴發(fā):一次持續(xù)數秒至數分鐘的噴發(fā)
而史密森學會(The Smithsonian Institute) 的另一種分法,是以每兩次噴發(fā)之間的靜止期間來界定一次完整的噴發(fā)。兩次噴發(fā)之間的間隔若超過三個月,那這兩次噴發(fā)就分屬于兩次不同的噴發(fā)。
影響的因素
巖漿的成分及流動性
夏威夷島2007年7月21日火山噴發(fā)的熔巖流
火山噴發(fā)的型態(tài),受到噴出巖漿的流動性及揮發(fā)成分的量影響,有著很大的不同。揮發(fā)成分的量會影響巖漿的噴發(fā)力道。揮發(fā)成分越多,火山灰及熔巖就會被噴得越高,也就是會形成較大的爆發(fā)。巖漿流動性的指標,巖漿黏度主要是由巖漿中二氧化硅(SiO 2 )的含量(從50%到70%)與溫度的高低來決定。二氧化硅越多或溫度越低,巖漿就越黏,流動性也越低。另外噴出物的量越多,速度越快,被影響的區(qū)域也會跟著加大。
巖漿流動性高而揮發(fā)性成分少:熔巖流不斷流出,但不太會發(fā)生爆炸。例:夏威夷的冒納羅亞火山
巖漿流動性高且揮發(fā)性成分多:熔巖流以極高的角度噴出,有如噴泉一般。例:日本的三原山(伊豆大島)
巖漿流動性低且揮發(fā)性成分少:沒有爆炸,熔巖流無法流得太遠而堆積形成火山穹丘(或稱熔巖穹丘)。例:日本的昭和新山
巖漿流動性低而揮發(fā)性成分多:爆炸性的噴發(fā)。
舉例來說,玄武巖巖漿含二氧化硅成分少,揮發(fā)成分也相對少且溫度高、黏度小。因此玄武巖巖漿流動性大,其噴發(fā)相對較寧靜,多為巖漿的溢出,形成大面積的熔巖臺地和盾形火山。而流紋巖和安山巖巖漿富含二氧化硅和揮發(fā)成分,其流動性差,因此火山噴發(fā)猛烈,爆炸聲巨大,有大量的火山灰、火山彈噴出,常形成高大的火山渣錐,并伴有火山碎屑流和熾熱火山云,往往造成重災。
依照巖漿成分的不同,可以簡單分為兩種不同的噴發(fā)方式。
寧靜式噴發(fā) :由于黏滯性小,氣體易散失,故不易爆發(fā),而以溢流方式噴發(fā)。例如著名的夏威夷火山。
爆裂式噴發(fā) :黏滯性大,流動不易,內部氣體無法獲得有效的散失,致使壓力增大。當到達無法負荷時,便會以“爆炸”方式噴發(fā)。例如意大利維蘇威火山。
注1:巖漿是指地下熔融或部分熔融的巖石。當巖漿噴出地表后,則被稱為熔巖。
注2:“ 基性 ”指熔巖的二氧化硅含量介于45%至52%之間,“ 酸性 ”則指二氧化硅含量超過66%
巖漿上升通道的特性
依此性質,可以將火山分為:
裂隙式噴發(fā) :巖漿沿地表裂縫處溢流。廣大的裂縫噴發(fā)會形成大片熔巖高原,稱之為洪流玄武巖或高原玄武巖。例如:印度的德干高原
中心式噴發(fā) :巖漿以火山口為中心向四周噴發(fā),在壓力的作用下,會形成猛烈的噴發(fā)。
區(qū)域式噴發(fā) :一個區(qū)域中有大量火山噴發(fā),形成大量的火山聚集。例如:中國的長白山,總共有164座火山分布在1000平方公里的范圍內。
融透式噴發(fā) :由于巖漿的高溫,把巖漿庫頂部的巖層熔化,使大量巖漿溢出地面。有時巖漿上升停留在淺處,沒能熔化頂部巖層,而就地冷凝固結下來,使地面隆起成丘狀,稱為潛火山或地下火山,也叫次火山。
噴發(fā)的地點
火山噴發(fā)的地點,也對噴發(fā)的型態(tài)有所影響。特別是當水存在時,會有劇烈的變化。
在深海中:水壓極大,無法產生爆炸,而且熔巖急速被海水冷卻,形成枕狀熔巖是其特征。
在淺海、湖泊、河川中,或是爆發(fā)過程中混合了地下水:猛烈的爆炸,稱為 水火山式噴發(fā) (hydrovolcanic eruption)或蒸汽噴發(fā)。
在冰河下:與在深海中的結果相同,但若噴發(fā)使冰河融化,可能伴隨大規(guī)模的洪水。
噴發(fā)的類型
火山的噴發(fā)類型是幫火山分類的其中一種方式,這會影響火山的形狀。1908年,阿爾弗萊德·拉克魯瓦(Alfred Lacroix)將火山的噴發(fā)分為四種類型: 夏威夷式 (Hawaiian)、 斯特龍博利式 (Strombolian)、 伏爾坎寧式 (Vulcanian)及 培雷式 (Peléan)。而后學者又增加兩類: 冰島式 (Icelandic,或稱 蘇特塞式 )及 普林尼式 (Plinian)。以上6種噴發(fā)形式為現今之分類方式,這些分類皆以其代表火山命名。但這仍不是最完善的分類方式,實際調查顯示,一座火山即使以某一種類型為主,并 不代表 它不會出現其他種類的噴發(fā)。
夏威夷式
夏威夷的基拉韋厄火山:夏威夷式
此類火山的噴發(fā)物為大量基性熔巖流,巖漿黏度小,流動性大,故爆裂較少。熔巖通常從火山口和山腰裂隙溢出,氣體釋放量不定。由于噴發(fā)時巖漿受到壓力作用,到達地表時會形成熔巖噴泉。
夏威夷式噴發(fā)通常會形成火紅的“熔巖河”,熔巖往往是多次溢流,而且有許多裂隙作為通道。最后通常形成平坦的熔巖穹丘。1942年夏威夷的冒納羅亞火山(Mauna Loa)的爆發(fā)為此種火山之范例。該種火山的噴發(fā),可大略分為三個階段:
熔巖噴出期:第一階段,共持續(xù)數小時,熔巖流堆積形成薄層的熔巖流或低丘。
熔巖漫流期:火山口中仍陸續(xù)有熔巖流出,使熔巖層及低丘繼續(xù)加厚。
噴氣期:只有氣體出現,數量亦銳減。火山噴發(fā)已接近尾聲。
這種類型的噴發(fā)基本上不會有人員傷亡,但會造成農田村莊的損壞及財產損失。
斯特龍博利式
意大利的斯特龍博利火山:斯特龍博利式
斯特龍博利式的噴發(fā)是以意大利的斯特龍博利火山為范本。其噴發(fā)特征為熾熱的熔巖“噴泉”,其熔巖的黏性比夏威夷式要大,噴發(fā)時通常伴隨著白色蒸氣云。熔巖流厚而短,組成為玄武巖與安山巖。此種火山不斷噴出紅熱的火山渣、火山礫和火山彈,爆炸較為溫和。大部分的火山碎屑又落回火口,再次被噴出,其他的落到火山錐形成的坡上并滾下山坡。
伏爾坎寧式
巴布亞新幾內亞的塔瓦瓦火山:伏爾坎寧式
伏爾坎寧式的噴發(fā)是以意大利的伏爾坎寧火山為范本。這種形式的火山噴發(fā)出的熔巖,較斯特龍博利式火山的熔巖黏度更大,噴發(fā)更為猛烈。不噴發(fā)時,熔巖在巖漿庫的出口處堆積,形成厚重的凝結外殼,氣體會在其下聚集。
當氣體的壓力增大到某個極限時,會發(fā)生猛烈的爆炸(有時足以摧毀一部分火山錐)。這個爆炸使阻塞物被炸開,一些碎片和熔巖組成的火山彈和火山渣會被噴出。同時會伴隨含火山灰的“花椰菜狀”噴發(fā)云,這種烏云在黑夜中非常黑暗。當火山口的“阻塞物”都被噴出后,就會有熔巖流從火山口或火山錐側緣的裂隙中涌出。
培雷式
菲律賓馬瑤火山:培雷式
培雷式噴發(fā)的范本是西印度群島馬丁尼克島的培雷火山,在1902年的噴發(fā)。培雷式噴發(fā)的巖漿黏度很高,爆炸特別強烈。明顯的特征為熾熱的火山碎屑流,一種溫度非常高的氣體,夾雜大量的碎屑及巖石,沿著山坡向下移動,產生類似臺風的破壞。
在培雷式噴發(fā)中,欲向上逸散的氣體經常被火山口中的熔巖堵住,使壓力逐漸增大,最后產生爆炸。熔巖被火山灰含量很高的氣體推動而向外流出,但除了從火口中流出粘稠的熔巖外,其他地方沒有熔巖流出的現象。
普林尼式
美國圣海倫火山:普林尼式
普林尼式火山噴發(fā)是目前已知最猛烈的噴發(fā)型態(tài)。盡管與培雷式噴發(fā)有些類似,但它們是不同的[5]。普林尼式噴發(fā)有兩個最主要的特征,一是非常強烈的氣體噴發(fā)(產生數十公里高的煙柱),二是噴發(fā)會伴隨大量浮石的生成。普林尼式噴發(fā)的巖漿黏度非常高,火山碎屑物通常占總噴出物的90%以上。噴出物以浮石、火山灰為主,分布區(qū)域廣大。噴發(fā)煙柱因重力牽引下降時形成大規(guī)模的火山碎屑流。僅噴出極少量的熔巖。由于爆發(fā)強烈及物質大量拋出,常形成錐頂崩塌的破火山口。“普林尼式噴發(fā)”這個名字是為了紀念古羅馬的老普林尼。此種噴發(fā)的范本是79年維蘇威火山的爆發(fā),這次爆發(fā)使龐貝被埋在平均7米厚的浮石層之下。同類型還有喀拉喀托火山,它在1883年時爆發(fā)令人類開始記錄這個毀滅一切及引發(fā)海嘯的火山,其爆炸威力相當廣島投下原子彈的12000倍,其爆炸遠至毛里求斯也能夠聽到,它亦令世界氣候轉變。1980年5月18日美國圣海倫火山的爆發(fā)也是普林尼式。
冰島式
冰島為著名火山島,有著烈隙式噴發(fā)為主的特殊形式噴發(fā),當高溫玄武巖巖漿與海水接觸,會產生水蒸氣爆炸并散布大量火山灰。此噴發(fā)形態(tài)通常位于淺海或陸上的烈隙縫流出巖漿,因此被歸類于水火山(海底火山)的一種。
其他噴發(fā)型式
玄武巖泛流噴發(fā) ( Flood basalt ):巖漿沿一個巨大的裂隙或裂隙群上升,噴出地表。巖漿以玄武巖為主,通常形成熔巖高原。因為玄武巖巖漿之流動性大,且熔巖噴出量大,少有爆發(fā)的情況。此種噴發(fā)在地形平坦處看似洪水泛濫,到處流溢、分布面積廣,因而得名。
超級火山 ( Supervolcano ):巨型火山幾乎無巖漿的爆炸性噴發(fā),火山碎屑占總噴出物的75%至100%。通常形成巨大的破火山口。此種噴發(fā)產生的大量碎屑物質可能影響全球的氣候變遷,會造成大量財物損失及傷亡。例如:黃石國家公園的破火山口即是一例。
氣體噴發(fā) (或稱 湖泊噴發(fā) , Limnic eruption ):噴出物只有氣體,完全不含其他物質。目前已知會進行氣體噴發(fā)的只有非洲的三個湖泊,1986年喀麥隆尼奧斯湖的噴發(fā)是一個典型的例子。
火山碎屑
火山碎屑在冷凝膠結后,亦可形成巖石。由火山塵和火山灰聚集形成的巖石為凝灰?guī)r(tuff);由火山礫火山塊和火山彈膠結而成的巖石稱為集塊巖(agglomerate,圓礫為主)或火山角礫巖(volcanic breccia,角礫),若是兼具大小碎屑所組成之巖石,則稱為 凝灰角礫巖 ( 英語 : Ttuff breccia ) 。
火山的活躍程度
火山的活躍程度可以大致分為三種: 活火山 (地底巖漿庫存在且正在活動)、 休火山 (地底巖漿庫存在但暫不活動,也稱 睡火山 )及 死火山 (地底巖漿庫已不存在,已無任何活動)?;鹕綄W家目前對如何界定以上三種火山尚無結論。因為火山的活躍周期非常不固定,短至數天,長至數百萬年。而且有些火山只有非爆發(fā)性的活動,例如地震、氣體溢散等。
后火山作用
火山活動終止之后,地底下仍然有殘留的熱能。這些余熱加熱地底下殘留的氣體,使地底下累積之蒸氣壓力增大。最后在某些特定地點,如火山口或斷層附近爆破地面而出,造成 爆裂口 。在爆裂口內常有 噴氣孔 、 硫氣孔 和 溫泉 的存在。氣體及受熱地下水也有可能沿著斷層裂隙沖出地表,直接形成噴氣孔或溫泉。這些現象稱為 后火山作用 。
火山災害
火山造成的災害是產生了泥流堆積類似一般人所熟悉的土石流,是火山物質混雜大量的水所形成,其成因很多,主要可歸納為二種:
熱的火山碎屑流、熔巖流或火山涌浪流在流動的過程中,碰到大量的地表水,如河、湖水或雪而形成,因其形成時,溫度可能還很高,故此種機制所形成的堆積物,稱為熱的火山泥流堆積(hot lahar)。
火山噴發(fā)后堆積在斜坡上未固結、松散的火山灰落堆積物、火山碎屑流堆積物和火山涌浪流堆積物,受到大雨沖刷或地震引起的崩塌,流入河流或湖泊內,都會形成火山泥流,此種機制所形成的堆積物,稱為冷的火山泥流堆積(cold lahar)。
火山泥流堆積如土石流,不僅能淹沒廣大的區(qū)域,同時也能沖垮任何建物,如1985年哥倫比亞內瓦多·德·魯伊斯火山和菲律賓皮納圖博火山的噴發(fā),前者因噴發(fā)所引起的火山泥流,把整個河谷和城鎮(zhèn)淹沒,造成近2500人死亡;后者則是火山噴發(fā)后,所堆積的未固結火山灰受到豪雨的沖刷侵蝕,引發(fā)了火山泥流堆積,雖事前有所防患,未造成人員傷亡,但仍然淹沒及沖毀廣大區(qū)域,造成重大的財產損失。
火山噴發(fā)和人類的活動息息相關?;鹕阶饔镁哂袣缧缘钠茐牧Γ粌H造成人類財產的損失,更會危及人類與大自然動、植物的生命;如79年意大利維蘇威火山爆發(fā),大量的火山灰覆蓋了鄰近的龐貝城,導致龐貝城不到一分鐘在歷史上絕跡。到17世紀龐貝城才被世人發(fā)現,而且城中居民的尸體大部分也是保存得很完整。又如1991年的日本云仙火山的爆發(fā),造成數千名居民無家可歸,以及奪走了35條人命;皮納圖博火山的爆發(fā),使得美國不得不放棄在西太平洋最大的海、空軍基地——克拉克空軍基地與蘇比克灣海軍基地等;1902年,馬提尼克的培雷火山爆發(fā),使得這個法國的殖民地,一度無法回復之前的繁榮。1815年印尼坦博拉火山爆發(fā)的影響,北半球天氣出現的嚴重反常。歐洲、北美洲及亞洲都出現災情,夏天出現罕見低溫;歐洲及美洲農業(yè)生產受影響尤甚。
2010年埃亞菲亞德拉火山爆發(fā)造成了歐洲航空旅行的重大中斷。
火山的益處
火山的益處舉凡火山地質、火山地形及后火山作用的地熱和溫泉,肥沃火山土壤,都帶給人們相當多的益處。
火山作用對人類并非完全有害無益。例如巖漿只要能留在地表下,就是很好的地熱來源?;鹕礁浇S袦厝驘崛?,這就是因為巖漿散發(fā)出的熱度使地下水變熱而形成的。這種熱源我們稱為地熱,規(guī)模大的可形成“地熱田”。
火山作用的另一個好處是為地球制造陸地。地球表面大約有71%被海水所覆蓋,海底火山經年累月不斷地冒出巖漿,冷凝成巖石,如此長期堆積,直到有一天巖石高出水面形成島嶼。夏威夷群島與冰島就是這么形成的,至今,島上還有活動火山不時噴出巖漿。
此外,火山爆發(fā)所形成的火山灰云層會在爆發(fā)后一段時間內影響該區(qū)阻擋太陽光,該區(qū)的平均溫度亦因此下降,科學家認為火山爆發(fā)是地球天然的氣候調整機制。
重要火山
現在的科學發(fā)現表明,在許多行星和衛(wèi)星上都有火山。在太陽系中現在有確實證據證明仍有火山活動的是地球和木星的衛(wèi)星埃歐(木衛(wèi)一)。地球上的火山活動平均每年大約有50多次。但是其中大部分都是在海底和人跡罕至的群山中,因此對人類產生影響的火山活動感覺上很少。
地球火山
16個被選為“十年火山”[6]觀測計劃的主要火山是:
俄羅斯堪察加半島的阿瓦恰-科里亞克火山群
墨西哥的科利馬火山
意大利的埃特納火山
哥倫比亞的加勒拉斯火山
美國夏威夷州的冒納羅亞火山
印尼的默拉皮火山
剛果民主共和國的尼拉貢戈火山
美國華盛頓州的雷尼爾山
日本鹿兒島縣的櫻島火山
危地馬拉的圣地亞古多火山
希臘的圣多里尼火山
菲律賓的塔阿爾火山(Taal)
西班牙加那利群島的泰德峰(Teide Peak)
巴布亞新幾內亞的烏拉旺火山(Ulawun)
日本的云仙岳
意大利的維蘇威火山
大塔穆火山,位于日本東部1000英里的太平洋海底,占地面積12萬平方英里,也是迄今為止已知的太陽系中最大的火山之一。面積堪比美國新墨西哥州。大約1.45億年前形成,在其形成的幾百萬年后成為不活躍火山。
太陽系中其他的火山
木星的衛(wèi)星木衛(wèi)一特瓦史塔火山爆發(fā)表面上方的煙流高達330 km(205 mi).
月球沒有火山活動,但仍具有許多曾有火山活動的特征,諸如月海、月谷及拱丘等。金星的表面有90%是玄武巖 ,地表地形有80%為火山地形 ,表示在金星表面形成的過程中,火山扮演了非常重要的角色。金星可能在5億年前有過全星球的表面再造運動 ,科學家發(fā)現的證據包括表面隕石坑的密度等。熔巖流在金星可說是非常普遍,而且各種不在地球上出現的火山作用也在金星上出現。金星大氣層組成的變化及閃電的發(fā)生,被認為是因進行中的火山噴發(fā)而造成。但目前沒有任何的確切證據能說明金星的火山是否仍然活躍。
觀測發(fā)現,火星上有一些死火山,包括四座巨大的盾狀火山,比地球上任何一座山都來的巨大。這些山包括了:阿爾西亞山、艾斯克雷爾斯山、赫克提斯山、奧林帕斯火山及帕弗尼斯山。美國國家航空航天局、歐洲空間局及意大利太空總署(Italian Space Agency)合作發(fā)射了火星探測太空船,‘火星快車號’號 。這個計劃的主要目標是要尋找地下水源和合適登陸的地點,并研究火星的大氣層、行星結構和地質構造。這個計劃發(fā)現了一些證據,顯示奧林帕斯火山可能尚未完全熄滅。這可能推翻“這些火山早在數百萬年前就已成為死火山”的說法 。
火星上的奧林帕斯火山是太陽系中已知的最高的火山.
木星的衛(wèi)星埃歐是太陽系中火山活動最劇烈的星體,原因是來自它與木星、木衛(wèi)二及木衛(wèi)三的潮汐力作用,這個力量使木衛(wèi)一扭動、彎曲,幅度約100米,并在這個過程中產生能量。埃歐的火山會噴出硫磺、二氧化硫及硅酸鹽巖石,使得整個衛(wèi)星的地貌完全改變。埃歐的表面有大量的破火山口、硫湖、連綿不絕的火山山脈。
埃歐的火山所噴出的巖漿是目前已知最熱的,溫度約為1800K(1500℃)。木衛(wèi)一火山的噴發(fā)物可以射至極高處,離表面可達300公里以上,在噴發(fā)出的一刻,其速度可達每秒一公里。在2001年2月,太陽系中有史以來最大的火山活動在埃歐發(fā)生。 來自圣路易大學及華盛頓大學的研究人員對木衛(wèi)一上的火山噴發(fā)進行電腦模擬實驗。實驗結果顯示,木衛(wèi)一的火山所噴出的熔巖能將其表面的鈉、鉀、硅及鐵等物質及化合物熔化、蒸發(fā)到大氣中。這些氣態(tài)物質與火山噴出的氣體(含亞硫化物及氯化物)發(fā)生反應,形成了木衛(wèi)一大氣獨特的組成成分:鈉的氯化物、鉀的氯化物及鎂和鐵的二氯化物。
土衛(wèi)二上的冰火山
木星的另一顆衛(wèi)星,歐羅巴(木星的四顆伽利略衛(wèi)星中最小者),也被認為擁有活躍的火山系統。但是它的火山“熔巖”組成完全是水,并且在歐羅巴寒冷的表面結冰。這使它的火山噴發(fā)時看起來就像是一個凍結的噴泉。這種型態(tài)的火山現在被稱做冰火山(cryovolcanism),是類木行星的衛(wèi)星上最常見的火山噴發(fā)形式。冰火山的噴出物可能由水、冰、液態(tài)氮及液態(tài)甲烷組成。
1998年,航海家二號太空船發(fā)現了海王星其中一個衛(wèi)星,崔頓上的上的冰火山。在2005年,卡西尼-惠更斯號的探測器拍攝到了土星的其中一顆衛(wèi)星,土衛(wèi)二上的水蒸氣噴發(fā)。 卡西尼-惠更斯號也發(fā)現了土衛(wèi)六上一座冰火山噴出液態(tài)甲烷的證據。這被認為是造成土衛(wèi)六大氣層中高甲烷含量的原因。 科學家推論,古柏帶天體中的小行星50000(Quaoar 50000)可能也有冰火山活動的存在。
火山學
火山學是一門研究火山、熔巖、巖漿及相關地質現象的學問,研究的人稱為火山學家。
火山學家常常要實地造訪火山(特別是活火山)來觀察火山噴發(fā),采集噴發(fā)的產物,例如火山噴發(fā)碎屑、巖石及熔巖樣本。另外一個研究的重心是預測火山的噴發(fā)。目前并沒有準確的方法可以預測火山的噴發(fā),但是預測火山的噴發(fā)如同預測地震一樣可以拯救許多生命。
科學家中最危險的行業(yè)之一就是火山學家,因為突如其來的火山噴發(fā)隨時可能在研究活火山時發(fā)生。
神話與傳說
古羅馬時期,人們看見火山噴發(fā)的現象,便把這種山在燃燒的原因歸之為火神武爾卡諾發(fā)怒,于是意大利南部地中海利帕里群島中的武爾卡諾火山便由此而得名,同時也成為火山一詞的英文名稱——Volcano。
參見
火山學
火山列表
火山成因礦床
火山島
中國火山
爆裂式火山
寧靜式火山
噴出型火山
侵入型火山
火山雷(火山閃電)
火山彈
火山礫
火山灰
火山碎屑流
火山塵
火山頸
火山錐
火山口湖
火山噴氣孔
熔巖流
熔巖高原
熔巖臺地
熔巖盆地
巖脈
火山泥流
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