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第6章 火山为什么会喷发?

你是否有过崩溃的经历?是不是开始时歇斯底里,后来却又慢慢地平静下来了呢?这是我们通常发泄自我的一种方法,就像打开了一把沸腾着的水壶的出气孔。同样道理,火山喷发也是一颗行星(或月亮)释放自我的一种方式。

想象一下那些炙热的熔炉吧。熔炉里的热气升至一定温度时,它们便会奋力冲顶炉盖,挣扎地从里面逃脱出来。为了缓解热气带来的这种冲力,人们给炉子设计了排气孔。这就是现在我们几乎在每座建筑上都会见到的烟囱。

火山是地面的天然通风口,是地球的烟囱和烟道。炙热的气体从火山口喷涌而出,就像烟囱或洗衣机的排水管排放烟尘或废水一样。不过,沿着地球的烟囱,炙热的岩浆也会被喷射出来,有时,甚至固态岩石块也会一同被抛出来。

下面我们就来看看这个过程是怎样开始的。在地底深处,岩石在巨大的地表及海洋的压迫下,向着地底深处移动。越往深处,地球内部的温度就越高。(地心处的温度高达4000华氏度。)在如此大的压力及高温作用下,岩石熔化了。

位于地底下的液态岩石叫做“岩浆”。熔化的岩石沿着固态岩石的裂缝向上涌动,当岩浆喷出地表的时候,它就变成了“熔岩”。熔岩的温度可以高达1700华氏度。

那火山究竟是怎样形成的呢?我们不妨把地表看作是一个苏打水罐的顶面,而地壳上的薄弱区域则看作罐子上热的火山灰,寒冷的气候在一场大的火山喷发过后,地球通常连续数月都会呈现深红色,就像傍晚时分的夕阳一样——这也是火山喷发会对大气产生影响的一条重要线索。当火山灰喷出地表以后,会在空气中渐渐弥漫开来,把太阳光发射向四面八方,将落日的色彩调和得更加鲜艳动人。

然而,火山喷发对一颗行星大气的影响可远不止华丽的落日这么简单。就拿几亿年前发生在西伯利亚的事情来说吧。如果你去今天的西伯利亚走一走,你可能会看到一大片由固体火山岩组成的区域,绵延870英里长,这就是著名的“西伯利亚地盾”。科学家们在对这片区域的岩石成分进行检测之后,发现它们所处的年代竟远达2亿5千万年。岩浆在冷却成固态岩石前,它的温度是特别高的。

单纯从这些由纽约城一直蔓延至佐治亚州亚特兰大的岩石数量来看,当初火山喷发所抛洒出的岩浆一定是非常惊人的。

科学家们相信,从60万年前起,西伯利亚火山在经过周而复始地反复喷发之后,将大量炙热的岩浆由地心带到拉环所在的位置。摇晃苏打水,罐内的二氧化碳气体产生膨胀,就会对顶盖拉环外围的薄弱区域产生冲压。同样的道理,地球内部的炙热气体和岩浆也会在地表的薄弱区域寻找突破口,这样火山就爆发了。

每当提起火山的时候,我们脑海中通常会浮现的景象是——一座锥形的火山喷涌着熔岩,以及从那它漏斗状的顶部所冒出的腾腾蒸汽。火山在数千年间所喷发出的熔岩不断积聚起来,事实上会形成一座巨大的、陡峭的圆锥体,就像日本的富士火山那样,它的顶部常年覆盖着积雪。此外,还有盾状火山,它也有类似锅盖那样的宽阔顶部,夏威夷火山便是这样的火山。

了地表上。几乎每一次喷发,它们都会向地球表面释放出数以吨计的火山灰。

与此同时,火山口也会释放出一些有毒的、令人窒息的气体。这是因为熔化的矿物质会分解出硫酸盐,一经加热后,很容易转化成二氧化硫气体。

由西伯利亚火山所带来的火山灰和气体被高高地喷射向空气中,弥漫开来。火山灰阻挡住了空气中部分阳光的传播路线,使其无法到达地表。而同时,二氧化硫气体则与空气中的水相结合,化合成可燃硫酸。酸性液滴将部分太阳光线反射回了宇宙空间,从而使地球表面空气的温度进一步降低。

渐渐地,随着地球表面各处温度的越来越低,位于两极地区的海水开始冻结成冰,形成了大面积的冰盖。最终,地球上大部分的区域都将覆盖在冰层之下。炙热的火山带来了一个新的冰河时代。与此同时,酸雨不断地拍打着地面,而酸性的雪花也从云层中飘摇而下。

几乎与此同时,对于这个星球来说,更大的灾难诞生了:地球上超过90%的物种(包括植物和动物)开始走向灭绝,只留下它们的化石,供后人凭吊。许多科学家将这场数千物种灭绝的大规模灾难,归咎于火山喷发,以及由此所导致的一系列连锁反应。

从火山口所冒出的气体绝大部分是水,也有二氧化碳(苏打汽水的气泡就是二氧化碳)。此外,还有少量的氮气、氯气、氩气和硫磺。

火山是地面的天然通风口,是地球的烟囱和烟道。

不过令人惊奇的是,地球上的大部分火山位于水平面之下。当炙热的岩浆沿着海洋板块间的缝隙涌现出来时,会与冰冷的深海海水相遇。因此,当少量的岩浆流沿着“通风口”出来,马上会被冷却成一层薄薄的固态物质,像玻璃一样附着在“通风孔”周围。能当大量的岩浆喷射出来时,在冲力的作用下,它们会被推向远离“通风孔”的地方,并逐渐冷却成坚硬的固态岩石“靠垫”。

火山口(即“通风口”)通常产生于相邻两块大陆板块(板块是地壳的组成部分)的交界地带,成为地壳上的热点,是对外疏通能量的窗口。而夏威夷盾状火山就坐落在这样的一个热点之上。

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历史上,最大规模的熔岩喷发发生于1783年的爱尔兰。当时,熔岩喷发所通过的火山孔竟然宽达20英里!而且熔岩喷出后在火山口的一侧蔓延距离达40英里远,在另一侧蔓延也达30英里。据估计,这次喷发所喷出的熔岩总量可将一只2英里宽乘以2英里高的盒子装满。

目前,在地球上约有500座活火山,以及比这一数目多得多的死火山。但是,地球并不是太阳系中唯一拥有火山的星球。其他的石质星球以及卫星的表面也有这种类似疏通自身热量的便捷通道。例如,火星上最大的火山——奥林匹斯山,其高度是世界最高峰珠穆朗玛峰的三倍。作为木星主要卫星之一,木卫一上则有着一些更为活跃的活火山。科学家们已经观察到,在该卫星表面上耸立着大量高高的热柱。

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