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如何给孩子解释「火山为什么会喷发」?

来源:www.yingdongcun.com   时间:2023-09-04 16:04   点击:78  编辑:admin   手机版

一、如何给孩子解释「火山为什么会喷发」?

沉睡了很久的火山为什么会突然喷发?如何给孩子解释明白?

不妨让孩子思考一下:

地下的岩浆喷出地表形成火山,实现这个过程需要满足哪些条件?

火山喷发起码要具备三个条件:

有岩浆,有通道,有动力。

1.岩浆如何形成?

简单来说,岩浆就是熔化的岩石,就像熔化的冰淇淋,可以流动。

岩石如何才能“熔化”?

三个方式↓

(1)增加温度

这个好理解,就像冰淇淋一定要放在冰箱里,因为外面温度高,拿出来很快会化掉。

给岩石“加热”到一定程度,岩石也会熔化。

地球内部非常热,岩石埋的越深,它所处的环境就越热。

一般来说,当温度达到800℃左右,很多岩石就能出现部分熔化了。

例如花岗岩在800℃就能部分熔化,广场上地板砖,很多就是这种石头。

当然,有的岩石需要更高的温度才熔化,比如玄武岩大概要接近1000℃才能熔化。

海底大部分都是这种石头。

(2)减轻压力

岩石由许多小颗粒(原子)组成,这些原子紧紧地抱在一起。

固体的岩石,原子之间抱得非常紧;

液态的岩石,也就是岩浆,原子之间抱得松散一些。

要使坚硬的岩石“熔化”,就要使这些抱团的原子松散一些。

地下的岩石,埋得越深,承担的压力就越大,原子们抱得就越紧。

就像小朋友上台演讲,你是第一个出场,你的压力可能很大,也就越紧张;

但是上台讲了几句后,发现讲的不错,观众纷纷投来赞许的目光,你的压力就会减小,表现的就会越放松。

同样,降低岩石的压力,岩石也会“放松”——流动,松弛到一定程度就是熔化。

因此,在一定的温度条件下,压力降低,也可以促进岩石发生部分熔化。

不过,一定要保证在足够的温度下。

上升、减压

(3)加点水份

加入一些水,能使岩石更容易熔化,产生岩浆。

因为水可以改变岩石熔点。

就像冬天,环卫工人们会在雪地上撒盐,这样雪更容易熔化,因为盐能降低雪的熔点。

有时,海洋底板(大洋板片)钻到(俯冲)到另一个大陆下方,同时会把许多海洋的水带到地下深处。

这些岩石在较高的温度下,掺入许多水。

就像蒸红薯,水蒸气的参与下,红薯逐渐变软,甚至内部能发生流动。

通常,蒸红薯比烤红薯省柴火,也就是蒸红薯需要较少的热量就能熟透。

同样,岩石加水降低了自身熔点,更容易熔化。

打开世界地图,找到南美洲,目光落在西海岸的安第斯山脉,

安第斯山脉有许多火山,成串、成链式地分布在大海和陆地的边缘。

在这里,大洋板片俯冲到大陆板块下方,升温,加水,上升减压,形成岩浆,喷出地表成为火山链。

2.岩浆从哪里喷出?

好,现在岩浆有了,但是它们还蛰伏在地下深处,想要上升到地表,需要有条通道。

两种方式:

(1)见缝就钻

地壳中可能原本存在许多裂缝,例如断层和节理。

这些裂缝可以成为岩浆移动的通道。

(2)自力更生

湿热的岩浆自己撕开岩石,可以打开一条出路。

更多情况下是二者兼有,岩浆可能四处游走,为的是挑一个薄弱的、好下手的地方,然后开拓一条路径,喷出地表,成为火山。

但更多的情况是,岩浆被堵在地下,不容易出来,因为还需要一些助力。

3.火山喷发的动力是什么?

岩浆有了,通道有了,那么深处的岩浆怎么才能上来呢?

是谁推了他们一把?

有三种力↓

(1)岩浆浮力

塑料小黄鸭能漂浮在水面上,是因为塑料的密度更低。

油能浮在水面上,也是因为油的密度比水低。

岩石熔化,先熔化出来的岩浆密度低,剩下的部分密度比较高。

密度低的岩浆在浮力作用下,会向上“升起”。

黄色部分可以理解成熔化出来的岩浆;灰色部分可以理解成熔剩下的部分

上面谈到,很多岩浆是加入水之后形成的,

加水后岩浆,整体密度也会降低,浮力增大。

在浮力作用下,越往上升,压力越小,上文已知降压能促进岩石熔化,因此上升过程也能促进岩浆进一步增加,形成湿热的上升岩浆流。

但是,岩浆周围的石头可能比较硬,单靠浮力还不能完全升到地表。

还需要给周围岩石一点压力。

(2)构造应力

一个蟹黄流沙包。

蟹黄流沙是岩浆,包子皮是周围的石头。

正常情况下,蟹黄馅儿流不出来。

两个办法可以:

一是用刀切、或是手撕一个小口子;

二是用手挤压包子。

第一种对应断层触发的火山喷发;

第二种是挤压褶皱触发的岩浆作用。

类似这样↓

岩层被水平挤压成褶皱,出现空间,深处的岩浆容易补充到这些空间内

(3)岩浆压力

但是,岩浆上升到地壳浅部,还不一定能喷发出来。

尤其是早期喷发出来的熔岩,已经冷却成为坚硬的岩石,堵在火山口上。

下面的岩浆被困在火山的“脖子”(火山颈)处,不断聚集。

有两种结局:

第一种岩浆没有喷出来,在火山颈处冷却结晶成为次火山岩。

像这样的一根根树立的六棱柱(火山岩柱状节理),就是这种没喷出来就凉了的次火山岩。

第二种是不断积累的岩浆,压力逐渐增加,将地表的火山锥撕碎,岩浆流出来。

甚至有的岩浆可以使上面整个地表熔化、塌陷;

有些岩浆比较浓稠,内部含有许多气体,例如水蒸气、二氧化碳、二氧化硫等。

岩浆越来越多,气体越剧越多,就会在巨大的压力发生爆炸,导致岩浆爆发。

就像一瓶可乐,晃几下,气体增加,稍微松开瓶盖,就会喷薄而出——火山爆发。


小结

总结一下,地下有岩浆活动,历史上曾经喷发过的火山,是活火山。

当地下深处岩石短时间内熔出许多岩浆,剧烈的岩浆活动,会导致火山喷发;

当岩浆积累的一定程度,形成足够的压力,火山有可能停止休眠,发生火山喷发;

当岩石在构造力的作用下,出现松动、破裂,岩浆也会顺着流出来。


想给孩子讲好不容易,

本人能力有限,有些比喻不一定恰当,仅做抛砖引玉。

火山学家在采集火山熔岩

图片分享↓

拔丝岩浆:在夏威夷基拉韦厄火山,玄武岩岩浆被直径约10-30米的膨胀蒸汽泡撕裂。

各帧之间的时间间隔约为0.2秒。

岩浆被拉伸成片状,然后分解成细丝,细丝又分解成火山碎屑。

摄影师:Bruce Omori | 来自Gonnermann 2015 Annu. Rev. Earth Planet Sci. 2015.43: 431-58

这些岩浆瞬间凝固后是什么样子?

来自Gonnermann 2015 Annu. Rev. Earth Planet Sci. 2015.43: 431-58

这是它们瞬间凝固的样子,被比作“Pele's hair and tear”,Pele的头发和眼泪,Pele是夏威夷神话中的火山女神。

二、火山为什么会喷发?

火山灰是指岩浆碎裂而形成的火山碎屑物中直径小于2毫米的碎屑,2~64毫米的碎屑叫火山砾,直饮超过64毫米且在飞行过程中冷却形成纺锤形或麻花型的碎屑叫火山弹。

火山灰的成因:岩浆中含有水、二氧化碳、二氧化硫等可挥发成分,也就是火山气体。在地下时压力较高,这些气体被压缩在岩浆中,当岩浆逐渐靠近地表,压力随之减小,这些气体就会逐渐形成气泡逃逸出来,如果岩浆的粘性较高,火山气体形成的气泡无法释放,最终会把岩浆崩碎,从火山口爆炸。大块岩浆炸飞出来,形成火山弹,有时直径可达数米,飞到1千米甚至更远的地方,及其危险。炸得细小的碎渣就是火山灰了。

所以火山灰的多少取决于岩浆的粘稠度。

而岩浆的粘性主要取决于演讲中二氧化硅(玻璃的主要成分)的含量。含量越多,粘性越大。

而二氧化硅的含量则取决于形成岩浆时融化的岩石种类以及在岩浆房中等待喷发的时间长短等。

岩浆的粘稠度影响了火山的喷发方式。

即便是同一个火山,不同时期的喷发方式也不同,方式很大程度上取决于岩浆的性质。

斯特龙博利式喷发,名字源自于意大利的斯特龙博利岛,其喷出的岩浆粘性比夏威夷式要大一些,比普林尼式要小一些,喷发特征是熔岩像喷泉一样向上喷出,西之岛也属于此类喷发。

夏威夷式喷发,当岩浆的粘性较低时,通常不会伴随有强烈的爆炸现象,甚至都很难叫做喷发,岩浆只是从火山口温和的溢流出来。这种火山夏威夷岛常见。

裂隙式喷发,在地表形成直线型长裂隙,从中涌出大量的熔岩,粘性较低。富士山曾多次发生过这种喷发,但最常见的还是冰岛。

培雷式喷发,当岩浆粘性较高时,岩浆无法缓缓流动,会在火山顶冷凝形成熔岩穹丘,之后在内部压力的作用下崩塌,里面积蓄的岩浆喷出,形成火山碎屑流。非常危险,破坏性极大,圣海伦斯山就是典型。

普林尼式喷发,是火山喷发中最猛烈的,大量的火山气体和岩浆碎块会喷射到几千米的高空,岩浆粘性非常高。喷发的火山灰可达平流层,并飘散到全世界。如菲律宾的皮纳图博火山1991年的喷发。

火山灰虽然叫“灰”,但是却是非常锋利的玻璃质岩石,几乎就是玻璃碴子,而且会像水泥那样遇水凝结。进入眼睛的话千万不能揉,应该立即用水冲洗。而1毫米厚的火山灰就能瘫痪一个城市,30厘米厚的火山灰就能压垮大部分房屋。

菲律宾的皮纳图博火山1991年的喷发后导致美军基地受损,图为距离火山14千米的克拉克空军基地,火山喷发刚好赶上了台风来临,火山灰吸收了大量的水后边的极为沉重,压塌了大量的建筑。最终导致美军放弃了该基地,现在成了克拉克国际机场。

距离火山32千米,距离克拉克基地40千米的美国焦碧娇海军航空站,火山灰厚度仍然达到30厘米。一架麦道DC-10客机被火山灰的重量压至“雄起”。

三、无锡火山会喷发吗?

不会。

无锡阳山的火山是死的,早就形成了火岩层山,不过山顶还是有喷口存在的,等到那边田园东方开园的时候可以去那边看看哦。

四、巴厘岛火山喷发最频繁的时段?

上一次的火上爆发是在1963年二月,期间伴有为期一个月的小型喷发,火山灰喷发,岩浆和火山泥流。在三月和五月,火山大规模爆发,火山碎屑流紧随其后。这次火山爆发持续了将近一年。

五、火山会喷发出金子吗?

首先的了解金矿的形成,一般金矿分为矿金和沙金,矿金就是金子他是在高温高压的环境下富集形成的,高温高压也就是在岩浆岩里,而沙金也是岩浆岩分化侵蚀后沉积形成的,不管咋样,最初还是在岩浆岩里形成的,所以在火山喷发的时候带出地下岩浆岩里的金子,银子也是这个原理

六、火山喷发会带来什么影响?

关于这个问题,火山喷发会带来以下影响:

1. 熔岩流:熔岩会迅速流动并覆盖地面,并摧毁房屋、道路和其他建筑物。

2. 火山灰和毒气:火山爆发会释放出大量的火山灰和毒气,对周围环境和人类健康造成严重威胁。

3. 火山弹和火山烟雾:火山弹是从火山口射出的石块和碎屑,火山烟雾是由火山喷发产生的气体和灰尘混合形成的云层。

4. 地震和地面下降:火山喷发会引发地震和地面下降,从而影响周围地区的地形和地貌。

5. 活动火山的威胁:活动火山可能随时喷发,对周围居民和环境造成严重威胁。

6. 气候变化:火山喷发会释放大量的二氧化碳和其他气体,可能导致气候变化和全球变暖。

七、火山为什么会喷发岩浆?

火山会喷发岩浆是因为火山地底是活跃的岩浆层,集聚了大量的岩浆,一旦地壳破裂,就会从地表中爆发出来,形成火山。

八、火山喷发会喷出钻石吗?

火山爆发会喷出钻石,但在火山爆发过程中不会形成钻石。钻石又叫金刚石。是在高温、高压下,碳元素的分子结构经过一系列的反应(例如在火山中,碳元素在地底经过高压、高温方可形成),而形成了一种更稳定的分子结构。它的硬度极高,形态结构极稳定。天然金刚石的形成和发现极为不易,它是碳在地球深部高温高压的特殊条件下(地下100~300km,压力5~7GPa,1200~1800℃)历经亿万年的“苦修”转化而成的。由于地壳的运动,它们从地球的深处来到地表。

九、火山喷发会产生裂谷吗?

会的,下面我给大家介绍一下

火山是一种常见的地貌形态。地壳之下100-150千米处,有一个“液态区”,区内存在着高温、高压下含气体挥发成份的熔融状硅酸盐物质,即岩浆。它一旦从地壳薄弱的地段冲出地表,就形成了火山。火山分为“活火山”、“死火山”和“休眠火山”。火山是炽热地心的窗口,地球上最具爆发性的力量,爆发时能喷出多种物质。危害有:火山泥石流、熔浆流等。

火山喷发,地质学专业术语,是一种奇特的地质现象,是地壳运动的一种表现形式,也是地球内部热能在地表的一种最强烈的显示。是岩浆等喷出物在短时间内从火山口向地表的释放。由于岩浆中含大量挥发分,加之上覆岩层的围压,使这些挥发分溶解在岩浆中无法溢出,当岩浆上升靠近地表时,压力减小,挥发分急剧被释放出来,于是形成火山喷发。火山喷发会造成地裂吗?

火山喷发会造成山崩地裂,因为地球的板块在不断运动,运动的同时,板块与板块之间会相互碰撞,因而产生了山崩地裂,喷吐岩浆等情况。

火山喷发最具威力、最壮观的火山爆发常常发生在俯冲带。这里的火山可能在沉寂达数百年之后再度爆发,而一旦爆发,威力就特别猛烈。这样的火山爆发常常会给人类带来世界毁灭。

十、火山爆发会喷发多久?

火山的形成涉及一系列物理化学过程。地壳上地幔岩石在一定温度压力条件下产生部分熔融并与母岩分离,熔融体通过孔隙或裂隙向上运移,并在一定部位逐渐富集而形成岩浆囊。随着岩浆的不断补给,岩浆囊的岩浆过剩压力逐渐增大。当表壳覆盖层的强度不足以阻止岩浆继续向上运动时,岩浆通过薄弱带向地表上升。在上升过程中溶解在岩浆中挥发份逐渐溶出,形成气泡,当气泡占有的体积分数超过75%时,禁锢在液体中的气泡会迅速释放出来,导致爆炸性喷发。具体火山喷发能持续多久,要看火山内部的压力有多大,压力在多长时间内释放完毕。有的火山喷发持续时间短,而有的火山喷发会持续很长时间。

例如阿贡火山是一座位于印度尼西亚巴厘岛东部的活火山。喷发周期约为50年,最近一次的猛烈喷发发生在1963年,在2017年发生了持续的火山喷发。2017年11月25日下午5点30分,阿贡火山猛烈喷发,大量灰黑色火山灰喷发到1500米高空,之后火山灰上升至4000米,之后上升至8000米以上。2017年11月30日,火山持续喷发火山灰和熔岩,高达2000米。2017年12月13日,阿贡火山持续猛烈喷发,爆发指数已达4级,火山灰稳定在1000-2500米高空。

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