火山爆发

概述

火山爆发(3)火山喷发（volcanic eruption）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成分，加之上覆岩层的围压，使这些挥发成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，挥发成分急剧被释放出来，于是形成火山喷发。

由来

江发世在《地球新论》一文中认为：

岩浆分为原生岩浆和再生岩浆。

原生岩浆是地核俘获的熔融物质形成的。地核俘获熔融物质和其他一些物质形成巨厚的熔融层。这些物质其成分是不均的。原生岩浆凝固形成最原始的地球外壳。

我们所见到的各类侵入岩，如超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩和碱性岩等，以及火山喷发出的各类岩浆，它们都是再生岩浆，只是来源深度、通道物质成分及分异程度不同而已。

火山爆发(3)

再生岩浆包括原生岩浆变异出的岩浆和重熔岩浆。

地球液态层是由原生岩浆经变异形成的再生岩浆组成的——经过温度、成分和物态的改变而形成的。

岩浆由地球深处移动到地壳内形成侵入岩或喷发到地表形成火山，岩浆移动的动力主要有二：

其一，由于地球内球比重大于液态层和外球，在绕太阳公转时，内球始终偏向引力的反方向，内球不在地球中心。形成内球对液态层由内向外的挤压力，使岩浆和其他气液态物质由地球内部向外移动或喷发到地表。

其二，岩浆结晶或发生其他物化反应，产生一些水和气，形成膨胀挤压力，使岩浆和其他气液态物质由地球内部向外移动或喷发到地表。

火山喷发场景

因岩浆性质、地下岩浆库内压力、火山通道形状、火山喷发环境（陆上或水下）等诸因素的影响，使火山喷发的形式有很大差别，一般有这样一些分类。^[2]

火山爆发(3)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。如分布于中国 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。 裂隙式喷发多见于大洋底部，是 海底扩张原因之一。

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：

爆烈式喷发

（1）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，粘度小，挥发性成分少，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。这类火山人们可以尽情地欣赏。

（2）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。一般来说中心式喷发的猛烈程度主要与岩浆的粘稠度及其中所含的挥发性成分有关，粘稠度高，挥发性成分多都会导致剧烈的喷发。1902年12月16日，西印度群岛的培雷火山爆发震撼了整个世界。它喷出的岩浆粘稠，同时喷出大量浮石和炽热的火山灰。这次造成26000人死亡的喷发，就属此类，也称培雷型。

（3）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得火山为代表．该火山大约每隔2-3分钟喷发一次，夜间在50公里以外仍可见火山喷发的光焰，故而被誉为“地中海灯塔”。又称斯特朗博利式。有人认为中国黑龙江省的五大连池火山属于这种类型。

火山喷发

在火山喷发的孕育阶段，由于气体出溶和震群的发生，上覆岩石裂隙化程度增高，压力降低而岩浆体内气体出溶量不断增加，岩浆体积逐渐膨胀，密度减小，内压力增大，当内压力大大超过外部压力时，在上 覆岩石的裂隙密度带发生气体的猛烈爆炸，使岩石破碎，并打开火山喷发的通道，首先将碎块喷出，相继而来的就是岩浆的喷发。

火山爆发(8)

气体爆炸之后，气体以极大的喷射力将通道内的岩屑和深部岩浆喷向高空，形成了高大的喷发柱。喷发柱又可分为三个区：

（1）气冲区：它位于喷发柱的下部，相当于整个喷发柱高度的十分之一。因气体从火山口冲出时的速度和力量很大，虽然喷射出来的岩块等物质的密度远远超过大气的密度，但它也会被抛向高空。气冲的速度，在火山通道内上升时逐渐加快，当它喷出地表射向高空时，由于大气的压力和喷气能量的消耗，其速度逐渐减小，被气冲到高

空的物质，按其重力大小在不同的高度开始降落。

（2）对流区：位于气冲区的上部，因喷发柱气冲的速度减慢，气柱中的气体向外散射，大气中的气体不断加入，形成了喷发柱内外气体的对流，因此称其为对流区。该区密度大的物质开始下落。密度小于大气的物质，靠大气的浮力继续上升。对流区气柱的高度较大，约占喷发柱总高度的十分之七。

（3）扩散区：位于喷发柱的最顶部，此区喷发柱与高空大气的压力达到基本平衡的状态。喷发柱不断上升，柱内的气体和密度小的物质是沿着水平方向的扩散，故称其为扩散区。被带入高空的火山灰可形成火山灰云，火山灰云能长时间飘流在空中，而对区域性的气候带来很大影响，甚至会造成灾害。此区柱体高度占柱体总高度的十分之二左右。

火山爆发(3)喷发柱在上升的过程中携带着不同粒径和密度的碎屑物，这些碎屑物依着重力的大小，分别在不同高度和不同阶段塌落。决定喷发柱塌落快慢的因素主要有四点：

（1）火山口半径大的，气体冲力小，柱体塌落的就快；

（2）若喷发柱中岩屑含量高，并且粒径和密度大，柱体塌落的就快；

（3）若喷发柱中重复返回空中的固体岩块多，柱体塌落的就快；

（4）喷发柱中若有地表水的加入，可增大柱体的密度，柱体塌落的就快。反之，喷发柱在空中停留时间长，塌落的就慢。

火山喷发并非千篇一律，像夏威夷基拉韦厄火山那样的喷发，事前熔岩已静静地流出，由于熔岩流动缓慢，因而只破坏财产而没有危及生命。而像1883年印尼喀拉喀托火山那样的火山碎屑喷发或蒸汽爆炸（或蒸汽猛烈爆发），则造成人员的重大伤亡。

在火山喷发过程中，挥发性物质充当了重要的角色，它不仅是火山喷发的产物，更是火山喷发的动力。从岩浆的产生到火山喷发的整个过程，挥发性物质的活动无一不在起作用。

英国科学家认为 超级火山喷发可能毁灭人类

模拟毁灭性超级火山喷发 英国 科学家认为：人类有可能在一次超强度的火山喷发中毁灭。大不列颠公共大学的 斯蒂芬·塞尔夫在一次答电子杂志记者问时称，还没有任何办法可以阻止这种灾难。当前科学家们在忙着制定种种抵抗“外部威胁”的战略，比如说如何阻止小行星同地球相撞，却很少去考虑主要危险有可能来自地球内部。

地球物理学家们断言，有些火山的喷发强度要比过去的大好几百倍，而且地球在出现文明前不久曾经历过如此大规模的灾难。

美国地质学家早些时候曾在黄石国家公园发现了不太深的火山灰死层，认为其形成的原因是发生在62万年前的一次超级火山喷发，结果是至今这里还可以见到一些漏斗形的大坑，它们都是那些毁灭性火山喷发后形成的破火山口。

在写给英国政府自然灾害工作小组的报告中对这种超级火山喷发所造成后果曾有过详细的描述——很大一片地域会被熔岩覆盖，而且撒向大气层的尘土和灰烬将会使不少阳光到达不了地球表面，这无疑会使全球性的气候发生变化。

据纽约大学的迈克尔·拉姆皮诺称，发生于7.4万年前的苏门答腊火山的超强度喷发曾导致全球变冷和北半球3/4的植物毁于一旦。

火山爆发(3)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。

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。

冰岛的艾雅法拉火山喷发情景破坏环境 　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。泥土、岩石碎屑形成的泥浆可像洪水一般淹没了整座城市。

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。

1、熔岩崩解后，杂草苔类开始冒出出来。

2、绳状熔岩流过的山坡长出蕨类植物。

3、 火山灰让周围的土地肥沃，当地的葡萄年年丰收。

中国火山

中国的火山中国最早记录的活火山是山西大同聚乐堡的昊天寺，它在北魏(公元 5世纪)时还在喷发(据《山海经据》记载)；东北的五大莲池火山在1719年至1721年，还猛烈喷发过，其情景是：“烟火冲天，其声如雷，昼夜不绝，声闻五六十里，其飞出者皆黑石硫磺之类，经年不断…… 热气逼人30余里”(据《宁古塔记略》)；

1916年和1927年，台湾东部海区的海底火山先后爆发过两次，呈现出“一半是海水，一半是火焰”，蔚为壮观；

1951年 5月， 新疆于田以南昆仑山中部有一座火山爆发，当时浓烟滚滚，火光冲天，岩块飞腾，轰鸣如雷，整整持续了好几个昼夜，堆起了一座 145米高的锥状体；至于台湾北部海拔1130米的活火山－七星山，迄今还在喷发着大量硫磺热气。

恐龙灭绝

火山喷发产生的气体可能是 恐龙灭绝原因

恐龙灭绝

伦敦3月20日公布的科学发现表明，火山喷发产生的气体可能是过去5.45亿年间大量物种--包括恐龙--灭绝的原因。

现在印度境内的德干岩群（DeccanTraps）是一系列火山喷发活动后的产物。6500万年前的火山喷发使空气中充满硫磺，并对地球的气候造成了极具破坏性的影响。

大型的火山喷发还形成了“洪流玄武岩”（flood basalts），并且是造成史上周期性大量物种灭绝的两个主要原因之一。

另外一个原因是小行星活动的影响，这被认为是6500万年前恐龙灭绝的最重要原因。

从前研究人员对火山的杀伤力一直心存怀疑，因为他们不知道火山喷发究竟能释放多少有毒气体。但是在对德干岩石的研究中，一支英国考察队发现了至关重要的线索，揭开了原始火山气体成分的神秘面纱。

火山灰

他们在《科学》杂志（Science）上撰文总结道，火山喷发释放的含有大量硫磺和氯气的气体很可能对环境产生“严重”影响。

曾在英国开放大学（Open University）供职，现为美国核管理委员会（NuclearRegulatoryCommission）资深火山学家的StephenSelf说：“这一发现肯定能支持我们的结论，但还没有最后证明。”

“在大片洪流玄武岩形成的同时，许多物种神秘地消失了。”

火山喷发每年向空气中释放的硫磺量是现在人类每年烧煤和其他工业活动产生硫磺量的10倍，导致了大面积酸雨，以及空气中悬浮硫酸液滴的形成。这使得地表气温下降，正常的循环模式遭到破坏。

超级火山

火山爆发(4)

1．黄石超级火山（位于美国黄石公园正下方） N 44度26分 W 110度27分

2．多巴超级火山（位于印度尼西亚苏门答腊岛） N 2度34分 E 98度49分

3．长谷超级火山（位于美国加利福尼亚东部中心长谷河谷） N 36度53分 W 117度27分

4．陶波超级火山（位于新西兰） S 38度48分 E 175度53分

5．瓦勒斯超级火山（位于美国新墨西哥州） N 35度57分 W106度26分

6．爱拉超级火山（位于日本南部的鹿儿岛）

7．特纳普超级火山（位于西伯利亚地区）

8．坎皮佛莱格瑞超级火山（位于意大利 那不勒斯）N 40度50分 E 14度09分

9．乌图伦古超级火山（位于玻利维亚）S 20度02分 W 67度38分

10．拉谢尔超级火山（位于德国拉谢尔湖）N 50度24分 E 7度16分

11.粮船湾超级火山（位于中国香港粮船湾）（这是一座死火山，早已停止活动，与上述火山有明显区别。）

火山爆发火山爆发会有前兆，比如地表变形，从喷气孔、泉眼等发出奇怪的气体和气味；水位、水温等会异常变化；生物会有异样反映，包括植物褪色、枯死，小动物的行为异常和死亡等。

一旦发现火山爆发的前兆后，应该尽快选择交通工具尽快离开，逃离过程中要用其它物品护住头部防止砸伤。

当遭遇火山爆发时，我们针对火山喷发的性质应该做出相应的自救反映。

1，应对熔岩危险：火山爆发喷出了大量炽热的熔岩，它会坚持向前推进，直到到达谷底或者最终冷却。它们毁灭所经之处的所有东西。在火山的各种危害中，熔岩流可能对生命的威胁最小，因为人们能跑出熔岩流的路线。当看到火山喷出熔岩时，我们可以迅速跑出熔岩流的路线范围。

2，应对火山喷射物危险：火山喷射物大小不等，从卵石大小的碎片到大块岩石的热熔岩“炸弹”都有，能扩散到相当大的范围。而火山灰则能覆盖更大的范围，其中一些灰尘能被携至高空，扩散到全世界，进而影响天气情况。如果火山喷发时你在附近，这时你应该快速逃离，并应戴上头盔或用其他物品护住头部，防止火山喷出的石块等砸伤头部。

火山爆发(3)3，应对火山灰灾害：火山灰是细微的火山碎屑，由岩石、矿物和火山玻璃碎片组成，有很强的刺激性。其重量能使屋顶倒塌。火山灰可窒息庄稼、阻塞交通路线和水道，且伴随有有毒气体，会对肺部产生伤害，特别是对儿童、老人和有呼吸道疾病的人。只有当离火山喷发处很近、气体足够集中时，才能伤害到健康的人。但当火山灰中的硫磺随雨而落时，硫酸（和别的一些特质）会大面积、大密度产生，会灼伤皮肤、眼睛和粘膜。戴上护目镜、通气管面罩或滑雪镜能保护眼睛－－但不是太阳镜。用一块湿布护住嘴和鼻子，或者如果可能，用工业防毒面具。到避难所后，要脱去衣服，彻底洗净暴露在外的皮肤，用清水冲洗眼睛。

4应对气体球状物危害：火山喷发时会有大量气体球状物喷出，这些物质以每小时160千米以上的速度滚下火山。这时，我们可以躲避在附近坚实的地下建筑物中，或跳入水中屏住呼吸半分钟左右，球状物就会滚过去。

5，如果是驾车逃离，那么一定要注意火山灰可使路面打滑。如果火山的高温岩浆逼近，就要弃车尽快爬到高处躲避岩浆。

6，,地球上的火山在爆发时，会辐射出大量的强电粒子流。这种带电粒子束，会影响火山周围电子设备的正常工作以及会出现电子钟表的计时误差。这类似于太空辐射的带电粒子对地球空间的电子通讯、电器设备、计时装置等产生的干扰。上述现象，主要是由火山在爆发过程中地壳运动所形成的带电粒子飘逸。同时，这些飘逸出的带电粒子又会对电子设备构成磁脉冲干扰。最关键的一环是脉冲磁场在电子设备中可形成较强的感应电荷聚集累加，并可导致电子电路产生非正常状态下的运行错误。

本章还对预测地震、减少地震，如何开采地震能源等问题作出较深层的分析研究。