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”。
为什么夏威夷群岛中越晚形成的岛屿就越大,是喷发力度变大了吗?
夏威夷巧物群岛是一个位于北太平洋中的火山群岛,属于太平洋三大群岛中的波利尼西亚群岛,是该群岛中面积最大的一个二级群岛。夏威夷群岛呈弧状分布,自西北向东南跨越北回归线,夏威夷群岛总共有132个岛屿,其中8个岛屿是主要的岛屿,岛屿总面积约为1.67万平方千米,整个群岛目前居住的人口有一百多万人。
夏威夷群岛上的八个主要岛屿都是火山岛,我们知道火山岛是海底火山不断喷发而形成的岛屿,而海底火山大多分布在板块孝世液的交界处,特别是板块相互张裂的生长边界上,分布有一系列的海底火山山脉,我们称为“海岭”。比如,在著名的大西洋海岭北部,就分布着一个火山岛冰岛,就是由海底火山不断喷发而形成的。
不过,夏威夷群岛所在的位置并不是海岭所在区域,而是太平洋板块的内部,那么这里为什么会形成这么多的火山岛呢?实际上,在夏威夷群岛附近的海底地壳中存在着一个巨大的断裂带,断裂的岩层中存在着一个巨大而固定的岩浆通道,直通地下深处,地下的岩浆顺着这个岩浆通道上升,最终喷出地表出露海面,形成火山岛。
同时由于上方的板块由东南往西北移动,使得火山岛形成之后,就会离开岩浆通道,往西北方向移动,远离火山喷发处。而在岩浆通道所在位置,又会进行新的火山喷发,从而形成新的火山岛。自500万年前,夏威夷群岛地区火山活动开始加强,目前已经形成了八座主要的岛屿,自西北向东南分别是 考爱岛、尼豪岛、欧胡岛、 摩洛凯岛 、拉奈岛、茂宜岛、卡胡拉威岛和夏威夷岛。
这八个岛屿,越是位于西北方位的岛屿年龄越大,喷发时间越早,而越是位于东南方位的岛屿年龄越小,喷发时间越迟。同时我们发现这八个岛屿的面积也有一定的规律性, 越是西北返掘方向,分布的岛屿数量越少,面积也相对较小,而往东南方向,岛屿数量更多更密集,面积也越大,其中夏威夷岛面积最大,约为1.04万平方千米。形成这种情况的原因,是不是喷发时间越近,喷发力度越大呢?
实际上,造成这种现象的原因,并不是喷发力度发生了明显的变化,而是外力作用在捣鬼。我们知道,火山岛形成之后,一旦离开岩浆喷发的热点,就少了岩浆的来源,火山岛也就不怎么变大变高。此后出露在海面的火山岛,会在外力作用下被风化、侵蚀,包括温差、流水、风力和海浪等共同作用,使得岛屿变小变矮,最终可能会重新没入海洋。