火山之谜
地壳之下100至150千米处,有一个“液态区”,区内存在着高温、高压下含气体挥发成份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。“火山”是地球内部熔融岩浆等高温物质喷出地表堆积形成的高地。早在2000多年前,我国古代书籍《山海经》中就记载了昆仑山一带有“炎火之山”,以为“山在燃烧”,因名“火山”。这是世界上关于火山的最早记载,可见“火山”名词出自我国。
火山喷发
火山喷发,是释放地球内部能量的一种形式。不同类型的火山,因喷发方式不同,其喷出物的性质也不一样。
当火山喷出的是酸性岩浆时,熔岩所含的气体特别多,熔岩流很粘稠,流动速度较慢,气体不易散逸,容易堵塞“喉管”。犹似巨大的瓶塞。堵住了“喉管”,这样,就造成“瓶塞”下面岩浆中的高压气体愈积愈多,压力愈积愈大。,一旦熔融岩浆积聚的压力大于“瓶塞”的压力时,便冲破瓶塞而出,发生猛烈爆炸,暴跳如雷地大发一通脾气。与此同时,大量气体、火山弹、火山砾、火山豆、火山灰等圆体喷发物被喷射人空中。
像这类大发“脾气”、爆炸式喷发的火山,属中心式喷发,岩浆性质以酸性、中性为多,酸性、中性岩浆喷发后,火山喷出物常常在火山口即“喉管”周围堆积,称锥形火山。著名的日本富士山、意大利维苏威火山,都是锥形火山。
火山喷发时,地球表面就像被炸开了一条连接地下深处的通道,一根通向岩浆源地的“喉管”,一时间,大量炽热的岩浆、气体、尘埃和围岩碎屑、熔岩块、石块等,从“喉管”中喷突而出,冲向高空,形成了一根巨大粗壮的火柱.火柱冲至一定高度,体积急速膨胀,形成了似氢弹爆炸的蘑菇状烟云,烟云是由喷出的气体、水蒸气以及细小的火山碎屑物(包括火山灰)、岩屑物质等构成,其中带正电荷的大量水汽与带负电荷的火山灰在高空相遇,由于高空气温低,两者结合迅速凝结成雨滴,以暴雨形式降落,并伴有电闪雷鸣,形成了一幅既壮丽又可怕的自然景象。暴雨挟带着火山碎屑物和岩屑物质倾注而下。形成火山泥石流。常和熔岩一起,急剧地顺地势向低处流动,沿途切割山地,毁坏林木、道路、村庄、建筑物等,具有极大的破坏力,给居民带来灾难和厄运。
在地球上已知的“死火山”约有2000座;已发现的“活火山”共有523座,其中陆地上有455座,海底火山有68座。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、西亚到地中海一带,现今地球上的活火山99%都分布在这两个带上。
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”。
火山奇观
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。”
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,达到一定压力后,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工之作。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。
世界上最大的破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,从它的规模就可以想像出当时爆发的巨大威力。
火山岛
火山岛是由海底火山喷发物堆积而成的。在环太平洋地区分布较广,著名的火山岛群有阿留申群岛、夏威夷群岛等。
火山岛按其属性分为两种,一种是大洋火山岛,它与大陆地质构造没有联系;另一种是大陆架或大陆坡海域的火山岛,它与大陆地质构造有联系,但又与大陆岛不尽相同,属大陆岛屿——大洋岛之间的过渡类型。
我国的火山岛较少,总数不过百十个左右,主要分布在台湾岛周围;在渤海海峡、东海陆架边缘和南海陆坡阶地仅有零星分布。台湾海峡中的澎湖列岛(花屿等几个岛屿除外)是以群岛形式存在的火山岛;台湾岛东部陆坡的绿岛、兰屿、龟山岛,北部的彭佳屿、棉花屿、花瓶屿,东海的钓鱼岛等岛屿,渤海海峡的大黑山岛,西沙中的高尖石岛等则都是孤立海中的火山岛。它们都是第四纪火山喷发而成,形成这些火山岛的火山现代都已停止喷发。
火山喷发的熔岩一边堆积增高,一边四溢滚淌,使火山岛形成呈圆锥形的地形,被称为火山锥。它的顶部为大小、深浅、形状不同的火山口。由许多火山喷发的地方都形成崎岖不平的丘陵。我国的火山岛主要是玄武岩河安山岩火山喷发形成的。玄武岩浆粘度较稀,喷出地表后,四溢流淌,由此形成的火山岛的坡度较缓,面积较大,高度较低,其表面是起伏不大的玄武岩台地,如澎湖列岛。安山岩属中性岩,岩浆粘度较稠,喷出地表后,流动较慢,并随温度降低很快凝固,碎裂的岩块从火山口向四周滚落,形成地势高峻,坡度较陡的火山岛,如绿岛和兰屿。如果火山喷发量大,次数多,时间长,自然火山岛的高度和面积也就增大了。
火山岛形成后,经过漫长的风化剥蚀,岛上岩石破碎并逐步土壤化,因而火山岛上可生长多种植物。但因成岛时间、面积大小、物质组成和自然条件的差别,火山岛的自然条件也不尽相同。澎湖列岛上土地瘠薄,常年狂风怒号,植被稀少,岛上景色单调。绿岛上地势高峻,气候宜人,树木花草布满山野,景象多姿多彩。