火山爆发 | 火山是一个由固体碎屑、熔岩、流或穹状喷出物围绕其喷出口堆积而成的隆起的丘或山。火山喷出口是一条由地球上地幔或岩石圈到地表的管道,大部分物质堆积在火山口附近,有些被大气携带到高处而扩散到几百或几千公里外的地方。
1.火山的成因 火山的形成涉及一系列物理化学过程。地壳上地幔岩石在一定温度压力条件下产生部分熔融并与母岩分离,熔融体通过孔隙或裂隙向上运移,并在一定部位逐渐富集而形成岩浆囊。随着岩浆的不断补给,岩浆囊的岩浆过剩压力逐渐增大。当表壳覆盖层的强度不足以阻止岩浆继续向上运动时,岩浆通过薄弱带向地表上升。在上升过程中溶解在岩浆中挥发性物质逐渐溶出,形成气泡,当气泡占有的体积分数超过75%时,禁锢在液体中的气泡会迅速释放出来,导致爆炸性喷发,气体释放后岩浆粘度降到很低,流动转变成湍流性质的。如若岩浆粘滞性数较低或挥发份较少,便仅有宁静式溢流。从部分熔融到喷发一系列的物理化学过程的差别形成了形形色色的火山活动。
2.火山的危害 1)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。
2)碎屑污染
火山碎屑是火山喷出的岩浆冷凝碎屑以及火山通道内和四壁岩石碎屑。火山碎屑按大小分为大于鸡蛋的火山块,小于鸡蛋的火山砾,小于黄豆的火山砂和颗粒极细小的火山灰;按形状分为:纺锤形、条带形或扭动形状的火山弹,扁平的熔岩饼,丝状的火山毛;按内部结构分为:内部多孔、颜色较浅的浮石,泡沫,内部多孔、颜色黑、褐的火山碴。被喷射到空中的火山碎屑,粗重的落在火山口附近,轻而小的或被风吹到几百千米以外沉降,或上升到平流层随大气环流。火山喷发时灼热的火山灰流与水(火山区暴雨、附近的河流湖泊等)混合则形成密度较大的火山泥流。火山灰流和泥流都带有灾害性。
火山碎屑熔岩是火山碎屑物质的含量占90%以上的岩石,火山碎屑物质主要有岩屑、晶屑和玻屑,因为火山碎屑没有经过长距离搬运,基本上是就地堆积,因此,颗粒分选和磨圆度都很差。
3.火山的价值 火山虽然经常给人类带来巨大的灾害,但它也并非一无是处。
1)增加资源
火山资源的利用也可以带给我们生活的乐趣与便利。一般来说,火山资源主要体现在它的旅游价值、地热利用和火山岩材料方面。火山和地热是一对孪生兄弟,有火山的地方一般就有地热资源。地热能 是一种廉价的新能源,同时无污染,因而得到了广泛的应用。现在,从医疗、旅游、农用温室、水产养殖一直到民用采暖、工业加工、发电方面,都可见到地热能的应用。人们曾对卡迈特火山区进行过地热能的计算,那里有成千上万个天然蒸气和热水喷口,平均每秒喷出的热水和蒸气达2万立方米,一年内可从地球内部带出热量40万亿大卡,相当于600百万吨煤的能量。冰岛由于地处火山活动频繁地带,可开发的地热能为450亿千瓦时,地热能年发电量可达72亿千瓦时,那里的人民很好地利用了这一资源,虽然目前开发的仅占其中的7%,但已经给当地人民带来了很多效益。其中,雷克雅未克周围的3座地热电站为15万冰岛人提供热水和电力,而整个冰岛有85%的居民都通过地热取暖。地热资源干净卫生,大大减少了石油等能源进口。自1975年后,冰岛空气质量大为改善。冰岛人还善于提高地热资源的使用效率,包括进行温室蔬菜花草种植、建立全天候室外游泳馆、在人行道和停车场下铺设热水管道以加快冬雪融化等。现在,全世界有十几个国家都在利用地热发电,我国西藏羊八井建立了全国最大地热试验基地,取得了很好的成绩。
火山活动还可以形成多种矿产,最常见的是硫磺矿的形成。陆地喷发的玄武岩,常结晶出自然铜和方解石,海底火山喷发的玄武岩,常可形成规模巨大的铁矿和铜矿。另外,我们熟知的钻石,其形成也和火山有关。玄武岩是分布最广的一种火山岩,同时它又是良好的建筑材料。熔炼后的玄武岩称为“铸石”,可以制成各种板材、器具等。铸石最大的特点是坚硬耐磨、耐酸、耐碱、不导电和可作保温材料。
2)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。
熔岩崩解后,杂草苔类开始冒出来。绳状熔岩流过的山坡长出蕨类植物。火山灰让周围的土地肥沃,当地的葡萄年年丰收。
3)制造奇观
间歇泉是火山喷发后期的一种自然现象。当地下的高温将地下水加温到一定压力后,水和蒸气就会从喷口处冲出,压力降低后便停止喷出,进入下一个过程。美国黄石公园的间歇泉是很著名的,其中有些可射到100多米高,其惊涛骇浪般的吼声使人惊心动魄。如老忠实泉,它喷出的水柱可达180米左右,沸水散发出的蒸气像一团洁白的云挂在蓝天上。它每一小时喷射一次,每次历时5分钟,非常准时,所以得了这么一个名字。
有的火山口底部有岩浆湖,就像一锅滚开的粥一样。夏威夷岛上的基拉韦厄火山口直径4千多米,深130米,在这个“大锅”的底部,就是一片深十几米的岩浆湖,有时湖上还会出现高达数米的岩浆喷泉。
我国黑龙江省有一处“地下森林”,它是由7个死火山口演化来的。由于火山喷发物经风化后形成了肥沃的土壤,一些植物便在这大坑里安下了家。这种地下森林是很少见的。
有些火山口堪称是大自然的鬼斧神功之作。如号称“世界第八奇迹”的恩戈罗恩戈罗火山口,它深达600多米,上面直径为18公里,面积254平方公里,底面积为260平方公里,活像一口直上直下的巨井。而在这口“井”里,还生活着狮子、长颈鹿、水牛、斑马等很多动物,简直像个热闹的动物园。
世界上最大的活火山口是日本九州岛上的阿苏火山,这个火山口东西方向17公里,南北方向25公里,周长100多公里,从它规模就可以想当时爆发的巨大威力。火山的附近经常还有温泉,人们非常喜爱它。
4.火山爆发时如何逃生 不论是休眠火山还是活火山,都有可能随时喷发。火山爆发时,一团团的火山灰把天空遮蔽得黑沉沉的,石块从高空飞坠,熔岩冲下山坡;火山口和火山侧的裂缝喷出大量毒气。火山喷发是巨大的灾祸,非人力所能挽回。但爆发时如能当机立断,采取适当行动,也有可能幸运地绝处逢生。
◆如果身处火山区,一旦察觉到火山喷发的先兆,应该立刻离开。火山一旦喷发,人群慌乱,交通中断,到时离开就困难多了。
◆如果火山喷发,更要马上离开,使用任何可用的交通工具。火山灰越积越厚,车轮陷住就无法行驶,这时就要放弃汽车,迅速向大路奔跑,离开灾区。
◆倘若熔岩流逼近,应立即爬上高地。切记保护头部,以免遭飞坠的石块击伤。
◆穿上厚重的衣服,保护身体,更要注意保护头部,以免遭飞坠的石块击伤。最好戴上硬帽或头盔,即使把塞了报纸团的帽子戴在头上,也有保护作用。
◆利用随手拿到的任何东西,做一副简易的防毒面具,以湿手帕或湿围巾掩住口鼻,可以过滤尘埃和毒气。
◆有条件的应戴上护目镜、潜水面罩或眼罩,以保护眼睛。
◆因火山爆发而形成的气体和球状物可以以超过每小时160千米的速度滚下山。如果附近没有坚实的地下建筑物,唯一的存活机会就是跳入水中,屏住呼吸半分钟左右,球状物就会滚过去。
◆某些火山地区设有紧急庇护站。如果附近没有庇护站,也不可轻易在其他建筑物内躲避,除非熔岩快涌到眼前。墙壁虽然可挡住横飞的岩屑,屋顶却很容易砸塌。
◆如火山在一次喷发后平静下来,仍须赶紧逃离灾区,因为火山可能再度喷发,威力会更大。
5.火山爆发的征兆 地球表面有深裂的地方,都有火山喷发的危险。即使静止了数百年的火山也可能突然喷发。喷发的先兆有时会持续数星期,征兆如下:
◆地震活动增加。有些只是微震,有些则是强震。
◆火山或地面发出隆隆巨响。
◆附近河流散发出硫黄气味,河水变暖。
◆山顶笼罩一团水汽。
◆下酸雨,雨点会刺痛皮肤。
◆熔岩细灰在空中飞舞。
◆灼热的火山灰和气体间歇性地从火山口喷出。
6.中国火山分布的区域 人们把火山分为活火山、休眠火山和死火山三类,现今经常或周期性喷发的火山为活火山,在人类历史上曾经喷发但迄今处于休眠状态的为休眠火山,而死火山泛指有史以来无喷发活动的火山。应当指出,休眠火山与活火山通常没有严格的区分。
地质学家们把中国的火山分布和火山活动划分为两大区域:一个区域是沿我国东部的大陆边缘,那里形成数以百计的火山群和火山锥,它们构成了环太平洋火山链的一部分;另一个区域是青藏高原及其周边地区的火山群。在这些区域内火山分布及火山活动十分普遍,如著名的黑龙江五大连池、镜泊湖;吉林的长白山、龙岗;内蒙古的哈拉哈、汉诺坝;山西的大同;山东的蓬莱;江苏的六合;安徽的嘉山;福建的明溪;台湾的基隆;广东的雷州;海南的琼北;云南的腾冲等等。至于青藏高原地区,各类火山的分布以及不同规模的火山活动更为多见。
据记载,五大连池、长白山、台湾、腾冲、西昆仑等地区400年间都有过火山喷发,长白山仅目前查到的历史记录就有3次以上。台湾由于地处太平洋板块与欧亚板块的边界,受地壳活动的影响,火山和地震活动十分频繁,特别是第四纪火山活动强烈。除基隆外,大屯火山也十分著名,其中的七星山就是大屯火山群的主峰,也是一座活火山。近年的观测与研究表明,长白山、腾冲等火山区存在火山地震、高热流、水热活动等,预示着这些火山存在再次喷发的潜在危险。
7.中国火山详细的分布区域 (1)东北地区是中国新生代火山最多的地区,共有34个火山群,计640多座火山,并有大面积的熔岩被。主要分布在长白山地、大兴安岭和东北平原及松辽分水岭三地区,具有活动范围广、强度高、喷发次数多、分布密度大等特点。
(2)内蒙古高原亦为中国晚新生代火山活动较频繁地区。在大兴安岭新华夏隆起带和阴山东西向复杂构造带连接部位的北侧,以锡林郭勒盟为中心的内蒙古高原中部,发育有大片第三纪末至第四纪初期的玄武岩组成的熔岩台地,总面积约1.2万平方千米,规模仅次于长白山区。台地上规律地排列着许多第四纪死火山。按其分布可分为三片:巴彦图嘎熔岩台地集中于中蒙边界,至少有40座火山;阿巴嘎火山群规模最大,熔岩台地之上有206座呈截顶圆锥形、钟形、马蹄形、不规则形的火山;达来诺尔熔岩台地面积约3100平方千米,102座火山排列有序。内蒙古高原南部的集宁周围直至山西右玉、大同,及张北汉诺坝玄武岩台地一带,称察哈尔火山区。该区熔岩面积很大,如察哈尔熔岩台地面积约4400平方千米,但后期火山活动规模及火山数目均远不及高原中部。第四纪火山仅分布在玄武岩台地的南北两侧,如大同火山群可见保存完好的火山10多座,另外还有由9座火山组成的马兰哈达火山群和由7座火山组成的岱海南部火山群。
(3)海南岛北部与雷州半岛的火山及熔岩地貌的形成与该区强烈的新构造运动密切相关。该区第三纪初期开始断陷下沉,沉积厚度达3000多米,其中夹有数十层薄层玄武岩。第四纪初雷琼地区上升,火山活动也最强烈。据统计玄武岩流面积达7500平方千米,火山近70座。
(4)著名的腾冲火山群位于滇西横断山系南段的高黎贡山西侧,火山及熔岩流以腾冲县城为中心呈一南北向延伸的长条形,面积2871平方千米,计有火山70多座,其中火口完整的22座,遭破坏的10座,其余为无火口火山。该区地震频繁,并具岩浆冲击型地震的特点:小震、群震、浅震甚多。表明热田下部存在尚未溢出的残余岩浆体活动,成为地热流的强大热源,目前火山仍处于微弱活动时期。
(5)在羌塘(藏北)高原北部,由于上新世以来青藏高原强烈隆起,伴随着强烈的地壳运动,留下了分布较广的多期火山活动遗迹。可划分为6个火山群。
(6)台湾岛地处环太平洋火山带内,北部大屯火山群为早更新世一晚更新世期火山活动的产物,并有澎湖列岛等火山岛。这些火山不仅形成了台湾岛北部独特的火山海岸,而且有些火口至今仍有硫气喷出。
(7)太行山东麓有名的井陉雪花山玄武岩、汤阴黑山头玄武岩等及河北平原内部黄骅附近的“小山”和无棣附近的“大山”也为新生代以来火山活动的产物。华北平原底部发现有4层玄武岩及火山碎屑岩夹层,说明在太行山的抬升和华北平原的下沉过程中,也曾伴随有多次岩浆喷出活动。
(8)南京附近有上新世喷发的上“方山”玄武岩和下“方山”玄武岩,长江北岸的吁胎、六合及南岸江宁一带均有由10多座火山组成的小型火山群。 | |
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