火山喷发的原因
1943年2月20日,墨西哥一名农夫看见田地开裂,并冒出气体和尘埃。入夜,裂缝喷发。翌日早晨,已形成一座高9公尺的火山锥,喷出大量火山灰和石块。新生的火山锥不断增大增高,到年底,高达300公尺,掩埋了附近的帕里库廷村。其后,熔岩从山坡漫出,吞没了10公里外一个小镇。这座火山危患9年后沉寂下来,未再喷发。此山名为帕里库廷火山,是首座几乎自诞生时即受科学家研究的火山。一般火山的活跃期可长达数百万年,这座火山的活跃期却特别短。显得很不寻常,不过南于地处火山带,可能随时再度活跃起来。
活火山是地球上最慑人的自然奇观。地壳深处,甚至在地幔处的熔岩,挤上裂缝,通过地面口子喷出来,就形成活火山。火山的形状因熔岩成分而异。地幔熔岩较稀,流淌铺开,冷凝成岩层,岩层相叠,形成坡度平缓的盾火山。地壳熔岩较稠,形成高耸的锥状火山,例如富士山。全球共有1300座活火山,大多位于板块边缘。
火山也可在板块中部诞生。地幔中有些热点,温度比四周高,热点之上就有可能形成火山。夏威夷群岛是最佳例子。这些岛屿是太平洋板块在热点上移动形成的一串巨大盾火山。
世界最大的活火山,是夏威夷岛的冒纳罗亚火山,刚移离热点。其东南方的基拉韦亚火山,正位于热点之上。因此,冒纳罗亚火山渐趋沉静,基拉韦亚火山则更趋活跃;其他岛屿是较老的火山,随板块移动离开热点渐远。
夏威夷群岛的火山都由玄武岩构成。玄武岩是最普遍的一种火山岩。由地幔上层物质构成,颜色黯黑,质地坚硬。夏威夷岛的熔岩就是这种稀淌熔岩,不断从地底流出,冷凝而成火山。炽热的玄武熔岩呈橘色,流速每小时达100公里。熔岩小部分从峰顶的主火山口喷出,大多则从山坡的长裂缝涌出。
有时候,熔岩流表面冷却凝同,里头却仍旧灼热,继续流淌。喷发停止后,地下就留下长长的中空管道,称为熔岩管。再次喷发时,地面熔岩或会流进这些地下管道,稍后再冒出地面。
夏威夷的玄武岩,因冷凝方式不同分为两种:一种称为绳状火山岩,有的表面因冷却绷紧而变得光滑;有的表面则扭曲成绳状。另一种称为块状火山岩。表层较厚部分冷却后,下面炽热熔岩继续流动,把表层撕裂掰开,形成崎岖不平的松散岩石。
分隔洋底板块的山岭上,有不少火山,长久以来静静地喷出熔岩,不为人见。熔岩涌出后,迅即被海水冷却,表层硬化,形成足球大小的圆球,堆叠起来,称为枕状熔岩。
少数深海火山非常雄伟,山巅露出水面,形成岛屿。冰岛即为中大西洋海岭上一列火山形成的。
1963年,一个岛屿在冰岛附近形成,名为瑟特塞岛。熔岩使海水沸腾气化,小岛在漫天蒸汽和气体中诞生,揭示驱使地壳移动的热能何等巨大。随着洋底扩展,瑟特塞岛将移到中大西洋海岭的一旁,最后会熄灭,受海浪侵蚀,变成海底平顶山。同样,夏威夷群岛受太平洋海浪冲蚀,终有一天会消失于海面上,变为海底半顶山。
太平洋板块的边缘潜没到大陆板块下面,熔岩上涌,在俯冲带上形成火山。太平洋沿岸因此遍布火山,称为太平洋火圈。大陆地壳边缘受拉向下,因高热而熔化,产生大量火山灰、熔岩、蒸汽和气体,使这些火山极为活跃。
火圈中的火山大多是锥状火山,中央有一竖向火山筒,山侧可能有几道次生裂缝。喷出的熔岩,比洋底火山喷出的玄武熔岩稠得多,原因是熔融的大陆地壳含有大量硅质。夏威夷岛那种流动很快的熔岩,来自熔融地幔和洋底地壳,硅质较少。太平洋火圈的火山呈锥状,是由于熔岩黏稠度高,而且有大量火山灰和其他爆炸出来的物质堆积在火山口外。
世界最高的火山,是火圈内安第斯山脉的奥霍斯德尔萨拉多山,耸立于阿根廷与智利边界,海拔6887公尺。
火罔中的火山比洋底火山活跃,原因是熔岩稠厚,蒸汽不能逸出,就像香槟酒的气泡。可能爆炸造成多孔的浮石。有些火山沉睡多年,冷却了的熔岩像瓶塞一样,堵住火山颈,阻止下面的熔岩和气体喷出。若内部熔岩越积越多,压力不断增加,甚而使山坡鼓起。最后压力太大,造成猛烈的爆炸,整座山可能炸得粉碎。
1980年5月18日,美国华盛顿州圣海伦斯火山爆发,山顶和一侧山坡炸开,破坏面积甚广。大团火山灰、气体和蒸汽升到250公里上空。
1815年4月,印尼坦博拉火山喷发,把165立方公里的石块和熔岩抛到半空,夺去9万条人命。喷发后的火山口直径达11公里。
1883年8月27日,喀拉喀托岛上火山爆发,当时公认为是历史上最猛烈的爆炸。其造成300座村落被毁,36000人死亡;160公里外的房屋裂开;4800公里外闻得巨响;冲击波环绕地球七圈。
1883年初,喀托喀托仍是巽他海峡上一个普通的火山岛,地处爪哇和荷属东印度群岛(今印度尼西亚)之间。一般居民对岛上的大火山没有戒心。火山高820公尺,自1680年喷发后,再无活跃迹象。殊料1883年5月20日,火山锥突然恢复生机,把炽热的火山灰喷上半空。这次喷发很快结束。随后的夏季中,不时有小规模的喷发。由于类似的火山活动在那一带并不罕见,居民大多不以为然。到8月,地下却传出隆隆响声。
8月26日下午一时,震耳欲聋的声音响彻全岛。一小时后一团直径27公里的黑色火山灰高悬半空,居民纷纷往海上逃生。一名循海路逃过大难的英国人忆述:“可怜的人们以为世界末日降临,像羊群般聚集起来,同声哭号,场面凄惨。”
翌晨,火山猛烈爆发,把整个岛炸开,2/3土地灰飞烟灭,19立方公里岩石变为微尘,喷上55公里高空,直径280公里的范同一片漆黑。160公里外,爪哇北部的居民听到爆炸巨响;远在西面约4800公里外,印度洋罗德里格斯岛的居民听到响声,以为某处展开激烈海战。
整个岛只剩下一个巨大火山口,直径6公里,位于海平面下约275公尺处。火山口注满海水,引发海啸,巨浪高40公尺,以1100公里时速往外冲,几及音速。海水壁立如堵,淹没邻近小岛;连夏威夷和美国加州南部都感觉得到海啸的威力。8月28日,爆发平息,其后仍间歇有小规模火山活动,至翌年2月才完全沉寂。
此次爆发导致火山锥喷出来的浮岩在附近海面漂浮,阻碍航道数天之久。其后数月,仍有浮岩在印度洋上漂流。火山灰在大气中循环飘散逾一年,期间全球可见反常的落日光辉。在某些地方,火山灰使太阳和月亮变为蓝色或绿色,使大气温度降低。
地壳构造板块相撞处,火山活动总是十分激烈。印澳板块和欧亚板块相遇处,即爪哇和苏门答腊一带,至少屹立着一百座火山,喀拉喀托只是其中一座。1927年12月,喀拉喀托再次活跃起来,在海平面下产生一个新的小岛。25年后,其猛烈爆发导致该岛上升,称为小喀拉喀托火山岛。终有一天,这座新生海岛的命运会跟其母岛相同。
有人根据喀拉喀托爆发初期的照片,做成蚀刻画,显示该岛被毁前的样子:一个满布热带植物的偏远海岛。爆发沉寂后,该岛只余一些小岩屿,生物全埋在火山灰里。5年后,才再有动植物生长起来。
巽他海峡上不断有海岛消失后又重生,1883年喀拉喀托爆发,不过是这几个循环的一节而已。100多万年前,火成岩、火山渣、火山灰层层相叠,构成锥状山峰,总高度约为2100公尺,其中约300公尺在海平面以下。其后由于火山活动(据爪哇文《列王纪》记载,时为公元416年),山巅被毁,呈碗形陷落,称为破火山口。破火山口部分凸出海平面,形成加拉达、加拉达客西、塞东等小岛。
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