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火山灾害是怎样形成的

火山的形成概况

地壳之下100至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。

在地球上已知的“死火山”约有2000座;已发现的“活火山”共有50000座,其中大部分在陆地上,小部分是海底火山。

火山在地球上分布是不均匀的,它们都出现在地壳中的断裂带。就世界范围而言,火山主要集中在环太平洋一带和印度尼西亚向北经缅甸、喜马拉雅山脉、中亚细亚到地中海一带,现今地球上的活火山99%分布都在这两个带上。

火山出现的历史很悠久。有些火山在人类有史以前就喷发过,但现在已不再活动,这样的火山称之为“死火山”;不过也有的“死火山”随着地壳的变动会突然喷发,人们称之为“休眠火山”;人类有史以来,时有喷发的火山,称为“活火山”。

火山活动能喷出多种物质,在喷出的固体物质中,一般有被爆破碎了的岩块、碎屑和火山灰等;在喷出的液体物质中,一般有熔岩流、水、各种水溶液以及水、碎屑物和火山灰混合的泥流等;在喷出的气体物质中,一般有水蒸气和碳、氢、氮、氟、硫等的氧化物。除此之外,在火山活动中,还常喷射出可见或不可见的光、电、磁、声和放射性物质等,这些物质有时能置人于死地,或使电、仪表等失灵,使飞机、轮船等失事。

火山喷发可在短期内给人类和生命财产造成巨大的损失,它是一种灾难性的自然现象。然而火山喷发后,它能提供丰富的土地、热能和许多种矿产资源,还能提供旅游资源。

许多书籍中都对火山喷发的情形做了详细的描述。例如在《黑龙江外传》中记述了黑龙江五大连池火山群中两座火山喷发的情况:“墨尔根(今嫩江)东南,一日地中出火,石块飞腾,声振四野,越数日火熄,其地遂成池沼,此康熙五十八年事。”

火山的活动类型

火山喷发的强弱与熔岩性质有关,喷发时间也有长有短,短的几小时,长的可达上千年。按其活动情况可将火山分为三类:活火山、死火山和休眠火山。

活火山。指现代尚在活动或周期性发生喷发活动的火山。世界上大约有500座活火山。这类火山正处于活动的旺盛时期。如爪哇岛上的梅拉皮火山,20世纪以来,平均间隔两年就要持续喷发一个时期,我国近期火山活动以台湾岛大屯火山群的主峰七星山最为有名。大陆上,仅1995年在新疆昆仑山西段于田的卡尔达西火山群有过火山喷发记录。

死火山。指史前曾发生过喷发,但有史以来一直未活动过的火山。此类火山已丧失了活动能力。有的火山仍保持着完整的火山形态,有的则已遭受风化侵蚀,只剩下残缺不全的火山遗迹、我国山西大同火山群在方圆约1230平方千米的范围内,分布着99个孤立的火山锥,其中狼窝山火山锥高将近19000米。

休眠火山。指有史以来曾经喷发过,但长期以来处于相对静止状态的火山。此类火山都保存有完好的火山锥形态,仍具有火山活动能力,或尚不能断定其已丧失火山活动能力。

如我国白头山天池,曾于1327年和1658年两度喷发,在此之前还有多次活动。目前虽然没有喷发活动,但从山坡上一些深不可测的喷气孔中不断喷出高温气体,可见该火山目前正处于休眠状态。

应该说明的是,这三种类型的火山之间是没有严格的界限的。休眠火山可以复苏,死火山也可以“复活”,相互间并不是一成不变的。过去一直认为意大利的维苏威火山是一个死火山,在火山脚下,人们建筑起许多的城镇,在火山坡上开辟了葡萄园,但在公元26年维苏威火山突然爆发,高温的火山喷发物袭占了毫无防备的庞贝和赫拉古农姆两座古城,两座城市及居民全部毁灭和丧生。

火山的喷发类型

火山作用会受到岩浆性质、地下岩浆库内压力、火山通道形状、火山喷发环境等诸多因素的影响,使得火山喷发具有下列几种类型。

裂隙式喷发。岩浆沿着地壳上巨大裂缝溢出地表,称为裂隙式喷发。这类喷发没有强烈的爆炸现象,喷出物多为基性熔浆,冷凝后往往形成覆盖面积广的熔岩台地。

如分布于我国西南川滇黔三省交界地区的二叠纪峨眉山玄武岩和河北张家口以北的第三纪汉诺坝玄武岩都属裂隙式喷发。现代裂隙式喷发主要分布于大洋底的洋中脊处,在大陆上只有冰岛可见到此类火山喷发活动,故又称为冰岛型火山。

中心式喷发。地下岩浆通过管状火山通道喷出地表,称为中心式喷发。这是现代火山活动的主要形式,又可细分为三种:

宁静式:火山喷发时,只有大量炽热的熔岩从火山口宁静溢出,顺着山坡缓缓流动,好像煮沸了的米汤从饭锅里沸泻出来一样。溢出的以基性熔浆为主,熔浆温度较高,黏度小,易流动。含气体较少,无爆炸现象,夏威夷诸火山为其代表,又称为夏威夷型火山。

爆裂式:火山爆发时,产生猛烈的爆炸,同时喷出大量的气体和火山碎屑物质,喷出的熔浆以中酸性熔浆为主。1568年6月25日,西印度群岛的培雷火山爆发就属此类,也称培雷型火山。

中间式:属于宁静式和爆裂式喷发之间的过渡型。此种类型以中基性熔岩喷发为主。若有爆炸时,爆炸力也不大。可以连续几个月,甚至几年长期平稳地喷发,并以伴有歇间性的爆发为特征。以靠近意大利西海岸利帕里群岛上的斯特朗博利火山为代表,该火山大约每隔2~3分钟喷发一次,夜间在669千米以外仍可见火山喷发的光焰,故此又称斯特朗博利式火山。

熔透式喷发。岩浆熔透地壳大面积地溢出地表,称为熔透式喷发。这是一种古老的火山活动方式,现代已不存在。一些学者认为,在太古代时,地壳较薄,地下岩浆热力较大,常造成熔透式岩浆喷出活动。

火山喷发的过程

火山喷出地表前的过程归纳为三个阶段:岩浆形成与初始上升阶段、岩浆囊阶段和离开岩浆囊到地表阶段。

岩浆形成与初始上升阶段。岩浆的产生必须有两个过程:部分熔融和熔融体与母岩分离。实际上这两种过程不大可能互相独立,熔融体与母岩的分离可能在熔融开始产生时就有了。部分熔融是液体(即岩浆)和固体(结晶)的共存态,温度升高、压力降低和固相线降低均可产生部分熔融。当部分熔融物质随地幔流上升时,在流动中也会产生液体和固体的分离现象,从而产生液体的移动乃至聚集,称之为熔离。

岩浆囊阶段。岩浆囊是火山底下充填着岩浆的区域,是地壳或上地幔岩石介质中岩浆相对富集的地方。一般视为与油藏类似的岩石孔隙(或裂隙)中的高温流体,通常认为在地幔柱内,岩浆只占总体积5%~30%。从局部看,可视为内部相对流通的液态集合。岩浆是由岩浆熔融体、挥发物以及结晶体组成的混合物。

从岩浆囊到地表阶段。岩浆从岩浆源区一直到近地表的通路的上升,与岩浆囊的过剩压力、通道的形成与贯通以及岩浆上升中的结晶、脱气过程有关。当地壳中引张或引张—剪切应力大于当地岩石破裂强度时,便可能形成张性或张—剪性破裂,如若这些裂隙互相连通,就可以作为岩浆喷发的通道。

火山的巨大影响

火山爆发呈现了大自然疯狂的一面。一座爆发中的火山,可能会流出灼热的红色熔岩流,或是喷出大量的火山灰和火山气体。这样的自然浩劫可能造成成千上万人伤亡的惨剧,不过大多数火山爆发对生命和财产只造成轻微的伤害。

火山爆发是世界各地都可能发生的自然灾害,只是有些地区发生得比较频繁而已。

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灭顶之灾。

影响全球气候。火山爆发时喷出的大量火山灰和火山气体,对气候造成极大的影响。因为在这种情况下,昏暗的白昼和狂风暴雨,甚至泥浆雨都会困扰当地居民长达数月之久。

火山灰和火山气体被喷到高空中去,它们就会随风散布到很远的地方。这些火山物质会遮住阳光,导致气温下降。

此外,它们还会滤掉某些波长的光线,使得太阳和月亮看起来就像蒙上一层光晕,或是泛着奇异的色彩,尤其在日出和日落时能形成奇特的自然景观。

破坏环境。火山爆发喷出的大量火山灰和暴雨结合形成泥石流能冲毁道路、桥梁,淹没附近的乡村和城市,使得无数人无家可归。岩石虽被火山灰云遮住了,但火山刚爆发时仍可看到被喷到半空中的巨大岩石。

重现生机。火山爆发对自然景观的影响十分深远。土地是世界最宝贵的资源,因为它能孕育出各种植物来供养万物。如果火山爆发能给农田盖上不到20厘米厚的火山灰,对农民来说可真是喜从天降,因为这些火山灰富含养分,能使土地更肥沃。

趣味小阅读

世界上最活跃、最大的活火山是莫纳罗亚火山。在过去的200年间,这座火山喷发过35次。至今山顶上还留有好几个锅状火山口和宽达2700米的大型火山口。1959年11月,莫纳罗亚火山再次爆发,当时沸腾的熔岩冒着气泡从一个长达1000米的缺口处喷射出来,持续时间达一个月,岩浆喷出的最高度超过了纽约的帝国大厦。 94Mlc77LiV2VqlJf+pFlx8jl9gwcJVZs6x9b2Pz0ybmz4+gYUbQKttR/sq1Z4TCQ

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