火山爆发是由什么引起的呢?
地球内部的高温导致岩石融化,形成岩浆。当岩浆上升到地表附近时,由于压力减小,大量堆积的岩浆就会从像裂缝这样薄弱的部位喷发出来。
岩浆形成于相对较浅的上地幔中,存在于深度在数十至两千九百千米的地幔之中。在此说明一点,虽然地球内部的温度极高,但并非上地幔(数十至数百千米)中的所有岩石都处于熔融状态。
关于岩浆的形成过程,有两种说法。
第一种是“低融点成分混入说”。人们把像日本列岛这样,外侧存在海沟的弧形细长岛屿称为“岛弧”。在海沟附近,朝大陆前进的板块会一点点俯冲进海底。沉入海底的板块会将大量水带入地幔内部,导致岩石熔点降低,从而产生岩浆。
另一种是“降压熔融说”。与海沟处相反,在海岭处海洋板块的两侧,地幔和板块会一起上升。在上升的过程中,由于环境从高压变为低压,一部分岩石成熔融状态,形成了岩浆。
人们推断在地壳和地幔的交界处至火山地下数千米之间,都有大量岩浆堆积。
人们把岩浆从岩浆库冲出地表的一系类现象称为“火山活动”。岩浆释放气体时发生大爆炸,也就是火山爆发。此时火山口会流出熔岩(约1000~1200℃),同时喷出火山弹、火山砾、火山灰和火山气体。
火山爆发之前,会有一些现象可以帮助人们预测爆发时间。比如,由于地下岩盘遭到破坏,会频繁发生地震,或由于岩浆和气体膨胀导致山体隆起等。
岩浆的黏度和其气体含量会导致不同形态的火山活动。
岩浆中含有一种物质,叫作二氧化硅。我们熟知的石英就是二氧化硅结晶体,其中无色透明的就是水晶。地壳中含量最多(质量比重)的元素是氧,紧随其后的就是硅。因为组成地壳的岩石中,存在大量由氧元素和硅元素组成的二氧化硅化合物。
岩浆中所含二氧化硅越多,熔岩的黏度越高,而熔岩黏度越高,其喷出时的角度越大,越易形成高大的火山。当二氧化硅比例较低时,熔岩就会向小溪一样缓缓流淌,更易形成平缓的火山。
喷发的剧烈程度也随二氧化硅的含量而变化。二氧化硅含量较低的岩浆更利于释放气体,喷发时较为宁静。而二氧化硅含量较高的岩浆在增加熔岩黏度的同时,不利于气体释放,导致喷发更为剧烈。
当熔岩黏度变高时,熔岩就会在火山口上及其附近冷却凝固,形成熔岩穹丘,有时还会引发火山碎屑流。日本的大部分火山都是由富含二氧化硅的岩浆剧烈爆发后形成的。
昭和新山 和平成新山 (1990年云仙普贤岳发生火山爆发后,诞生出了一个比普贤岳还高的穹丘)都是典型的由富含二氧化硅的岩浆爆发而形成的火山。
屋久岛上有一棵叫作“绳文杉”的屋久杉。由于人们推测它的树龄有7200岁,因此得名绳文杉。但这棵树的树龄逐渐遭到人们的质疑。
距屋久岛不远处,位于鹿儿岛以南的硫磺岛和竹岛之间,有一块被称为“鬼界破火山口”的地形。“破火山口”指的是由于火山爆发而形成的巨大凹地。鬼界破火山口约在6300年前形成。那次喷火导致的超大规模火山碎屑流,致使喷出的熔岩和火山灰不但没能冷却凝固,反而使其变成高温的熔融状态。
人们认为火山碎屑流袭击了九州一带,致使九州地区的所有生命尽数灭绝。而屋久岛也应该在受灾区域之中。
喷向高空的火山灰甚至到达了北海道,最厚的地区堆积了超过10厘米。现在,这些火山灰在仍然存在。
此外,人们根据放射性元素衰变对绳文杉进行了年代测定,其结果显示树龄为3000~4000年,(也有说法是2700年)而这种说法也比较合乎情理。