神奇的火山

2021-05-19 09:17刘金宇
天天爱科学 2021年3期
关键词:碎屑火山灰岩浆

刘金宇

火山与常见的山岳一样,都是地面上高高的隆起。古人曾记载过火山喷发的情形:“地中忽出火,石块飞腾,声振四野。”可怕的场景让古人误以为是山在喷火。其实,火山是连接地球深部和地面的“通道”,地球内部的物质通过火山喷发运送到地表。这里所说的“物质”,就是我们耳熟能详的岩浆。高温岩浆在地表流动时,发出火红的颜色。

火山·生命·环境

火山是一把极其锋利的“双刃剑”。

有科学家认为,地球上的生命起源可能与火山喷发有关。地球早期的环境十分恶劣,经常电闪雷鸣。火山喷发出的物质为原始生命提供了其所必需的基础元素。这些元素在海洋中逐渐组成小分子有机物,再形成大分子有机物并演化出简单的细胞,这可能就是原始生命的起源。

与此同时,也正是威力无比的火山喷发所释放出的大量二氧化碳(CO2) 和二氧化硫(SO2) 等气体,导致全球温度升高、海洋酸化以及海洋缺氧,极大地影响了生物的生存环境。我们所熟知的侏罗纪时期的霸主——恐龙,极有可能就是由于火山喷发而从地球上突然消失的。

知识链接

恐龙灭绝之谜

关于恐龙灭绝的原因,有两种为人们所熟知的主流观点:一种是火山喷发——持续而长久的破坏性力量最终摧毁了恐龙的生存环境;另一种是小行星撞击地球——撞击引起了一定的火山作用,并伴有爆炸性撞击、大地震、海啸、山崩和森林大火,最终让恐龙无路可逃。

火山的形成与产物

人类赖以生存的地球,是一个并不规则的球体,固体部分从外向内主要由地壳、地幔和地核三部分组成。这与煮鸡蛋极为相似:地壳对应蛋壳,地幔对应蛋清,地核则类似于蛋黄。

地壳就是我们脚踩的大地;地壳之下的地幔,其上部存在一个“液态区”,里面充满了含气体的熔融状硅酸盐,这就是岩浆的真实面貌。

当岩浆足够多,压力足够大,它们就会顺着地壳中的裂隙,“淘气”地喷发到地表。炙热的岩浆遇冷后,逐渐冷却凝固,形成各类岩石;岩石与火山灰、岩块和岩屑一起堆积下来,日复一日,便形成了高耸的火山。

火山喷发后的重要“作品”就是岩石了!火山岩主要有两类——火山熔巖和火山碎屑岩。

火山熔岩由岩浆冷却固结而成。以岩浆中二氧化硅的含量进行分类,主要有四种岩石:玄武岩、安山岩、英安岩和流纹岩。

火山碎屑岩是随岩浆一起喷出的岩块和岩屑胶结形成,它的成员主要有两位:由细粒岩屑、火山灰组成的凝灰岩;由大岩块组成的角砾岩。

火山“造型”大比拼

火山由岩浆通道、火山锥和火山口三部分构成。岩浆通道是岩浆由下向上运移的通道。火山喷出物在岩浆通道口不断堆积,逐渐形成锥形的山丘,这就是火山锥。位于火山锥顶部的岩浆喷出口,就是火山口。

火山的样貌可不止一种。由许多层熔岩、岩屑、岩块和火山灰堆积而成的是层状火山,这是最常见的一种火山,如日本富士山;全部由火山碎屑组成的是锥状火山;具有宽广缓和的斜坡,形如盾牌的,是盾状火山,如夏威夷火山。

火山的危害与价值

火山喷发会造成严重的危害,喷发出的大量碎屑流、腐蚀性气体、岩浆等具有毁灭性的破坏力。

火山碎屑流,是岩块、碎屑和气体的混合物。其中轻而小的火山灰会飘到千里之外,甚至上升到平流层,随大气环流,遮挡阳光,致使地球降温。

火山喷出的腐蚀性气体,不仅能使生物窒息死亡、带来酸雨,还会破坏臭氧层。

温度可达900℃—1200℃的液态岩浆则更为恐怖,它可以熔化掉地面上的任何生命!

漫天飞舞的火山碎屑流

漫天飞舞的火山碎屑流

这可怕的火山,难道一无是处?其实不是的。

人类没有时光机器,无法回到过去,很难想象远古时期的地球状态;我们没有火眼金睛,不能看穿地面,很难判断地球内部是什么样的。而火山喷发形成的岩石,是我们了解地球历史与结构的直接证据,对探秘地球起到至关重要的作用。

科学家可以测算火山岩的年龄,判断岩石的组成,进而推断古时候地球的样貌;综合不同时期、不同类型的火山岩,可以研究地球几十亿年的成长历程。可以说,火山岩是我们开启过去的一把“金钥匙”,了解地球的过去,我们才能正确认识地球的现在以及未来。

此外,火山喷发过程中,还形成了美丽的宝石,比如蓝宝石和钻石;火山区则因祸得福,可以形成天然温泉,收获肥沃的土壤,有的火山区甚至形成了令人惊叹的绝美地貌,如吉林的长白山火山群。

火山的“生死”與预测

为什么火山有“死”有“活”呢?为什么有的火山被称为“瞌睡虫”呢?这是因为根据火山的活跃程度,科学家形象地把火山分为三种:活火山、死火山和休眠火山。

活火山 是正在或者随时可能爆发的火山,如意大利西西里岛的埃特纳火山,它是人类有史记载以来喷发历史最为悠久的火山。

休眠火山是很早之前喷发过,但长期处于静止状态,而未来可能再次喷发的火山,如黑龙江的五大连池火山群。

死火山 是最后一次喷发距今已久远,不会再喷发的火山,是“熄灭的火山”,如山西大同的火山群。

火山的活跃周期非常不固定,短至数天,长则数百万年,因此很难判断火山是真的“死亡”了,还是在“打瞌睡”。

不过,我们也不必恐慌。目前,我国的重点火山区已经布设了长期观测台网,一直处于科学监测中。此外,在火山爆发前,地面会明显变形,地表温度会突然升高,同时会伴随许多小型的地震。这些现象可以帮助我们在火山“睡醒”之前迅速撤离。

看过这篇文章后,你对火山是不是有了一个全面的了解了呢?其实,关于火山还有很多未解之谜,等待着你去探索!

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