火山爆发是怎么形成的?为什么会火山爆发?

火山爆发是怎么形成的?为什么会火山爆发?

一、 火山的成因 人类无法钻穿地壳,但地壳自身却百孔千疮,火山遍布全球,不时喷发大量气体和岩浆,人们便可通过这些天然“窗口”来窥探地底的秘密.令人不解的是,地幔岩浆离海沟沟底最近,为什么火山口不在海沟,而在海岭和高山之颠呢?这显然不能用“水往低处流、火往高处走”的原理来解释,因为岩浆熔液比水更重,更有理由留在低处.是什么力量把它送到山顶的呢?这就是火山的成因问题,图47描述了火山孕育形成的过程. 在山体中,地壳与地壳相挤在一起,地壳间便留下了大量的缝隙,当山体底部出现负山谷时,负山谷中就会封藏大量气体(含水蒸汽、硫、二氧化碳、甲烷等).当洋流对山体的水平推力时大时小、时紧时松时,导致山体本身上下波动,加上固体潮汐也在使山体上下波动,当洋流与潮汐引起的上下起伏波叠加在一起时,山体出现最大波幅.当山体大幅度抬高时,山谷内的气压降到最低,但当山体大幅度下落时,负山谷内的气压达到最高点.当某一次高压突然冲破地壳膜时,负山谷内的高压气体夹带着岩浆,顺着山体缝隙冲出山体,此时火山首次爆发. 一旦负山谷内的气体冲出,原高压气仓对山体的浮力消失,山体的重力加大,更加往下坐.这样一坐,负山谷内的表层岩浆便被压出,形成第二次火山爆发. 喷出的熔岩冷却并落在山顶,这又加重了山体的重量,当下一次地壳落潮时,更重的山体又一次下坐,又喷出一部分岩浆,这又使山体加重. 火山爆发前,高压气仓的强大浮力不仅使火山口抬高,而且使周围近百公里半径内的地壳高.当高压气仓破裂,浮力消失,附近地壳也连接着气舱壁向岩浆洋下沉.气仓壁每下沉寸,都会泵出一部分岩浆,形成间歇式火山爆发. 这样间歇式地喷发一段时间后,山体与附近地壳下坐到一个比较适当的高度,虽然仍在固体潮起伏,但负山谷内的岩浆只能在山体缝隙(即火山通道)中上窜下落,喷不出地表. 再过一段时间,山体垂直重力、山根浮力与洋流水平推力重新达到平衡,一般地壳起伏波已不能使负山谷内产生高压,此时地壳膜重新合拢,火山熄灭或休眠. 若干年后,洋流改向或把更多的海底地壳推到山顶,使山体加重或减轻,负山谷中又积累了许多新来的气泡(从地幔中来的气泡),使山体的浮力加大.一旦负山谷内的气压再次把地壳膜压破,火山再次爆发,这被叫做“火山复苏”.如公元79年的维苏威火山的再度爆发,掩埋了庞培和赫库尔兰努姆两城,那次便是复苏的火山. 如果火山底下的负山谷被熔解,或任何一壁被熔解,失去储气的条件,这时的火山才算永久性地死亡. 由于山体中的构造不同,火山爆发的形式也不尽相同,如果被压在负山谷顶层的是由煤层干馏出来的甲烷气体,在火山爆发的瞬间,高温可燃气体突然与山体上层缝隙中的氧气接触,就会发生强烈的爆炸.如1883年8月26日,苏门答腊与爪哇岛之间巽他海峡的喀拉喀托火山第一次喷发时,同时发生爆炸,把山头20立方公里的岩石抛向空中. 但在更多的情况下,被压在负山谷顶部的是硫、磷、硼、硫化氢、二氧化碳、一氧化碳、氟、氯、水蒸汽气体.这些气体主要是山根熔解后被置换和释放出来的,少量的气体是从地幔岩浆深处浮升上来的,它们聚积成一团团气泡,随地幔岩浆流动,随时寻求地壳膜的裂缝冲出地表.如海盆、海沟中冒出的气泡,平原和山地冒出的含硫气体等.然而一旦这些气泡流入负山谷,就失去了在流动中寻找出口的机会,它们只有把力量积累到某时某刻火山爆发时,才能一起冲出地表. 由此可知,负山谷是火山孕育的首要条件,如维苏威火山从公元79年到1944年3月12日共复活喷发过10次,平均约间隔2个世纪就喷发一次,说明火山底部有负山谷存在,不然不可能总是在一个地方喷发.负山谷是众多山根中的一种特殊的地形形态,而只有散热条件良好的山脉底下才可能有山根,平地和海底的平原不会有山根,也不会有负山谷,故不可能孕育火山,火山总是分布在山地. 另外,山体重力是把岩浆压出的动力,没有下压的山体重力,便没有足够的力量把沉重的 岩浆“泵”出地表,而平原与海底对地幔岩浆的压力小,而且作用力是均衡的.即使有大团气泡浮来,也形不成一个突破点,故形成不了火山. 其三,地壳中的缝隙是岩浆喷出的通道,而只有山脉、海岭的地壳是折叠的,存有大量缝隙.而一般海底与平原的地壳是水平的,中间没有缝隙,岩浆和气体找不到一下子大量冲出地表的通道. 以上三种因素决定了火山的分布,它依赖着山体、海岭而存在,故平原、海沟、海盆中没有火山. 二, 火山爆发 火山并非是喷出“火”的山,它喷出的是一种高温粘稠的物质,这种物质叫岩浆.火山爆发时景象异常壮观.平时,死死被地包在地壳里岩浆,由于其温度极高,又承受着地壳的巨大压力,所以一遇地壳较薄的地方或有裂隙,岩浆就猛烈地冲出地面. 当火山爆发时,伴随着惊天动地的巨大轰鸣,石块飞腾翻滚,炽热无比的岩浆像条条凶残无比的火龙,从地下喷涌而出,吞噬着周围的一切,霎时间,方圆几十里都被笼罩在一片浓烟迷雾之中.有时候,由于火山爆发,还能使平地顷刻间矗立起一座高高的大山,如赤道附近的乞力马扎罗山和科托帕克希山就是这样形成的；有时候,又能在瞬间吞掉整个村庄和城镇. 火山的形成是地表下面,越深的地方,温度就越高,大约在20英里深处,温度之高足以熔化大部分岩石.岩石熔化时,就会膨胀而需要更多更大的空间.这种被高温熔化的物质便会沿着隆起造成的裂缝上升.当熔岩槽里的压力大于它上面的岩石的压力时,便向外爆发而形成一座火山.
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