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匿名使用者 發問時間: 科學天文與太空 · 1 0 年前

”火山爆發”是如何形成的?

"火山爆發"是如何形成的?

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    1 0 年前
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    火山爆發的原因,是因為平時岩漿就被地殼給包住,由於地球內部溫度很高,岩漿無法安安靜靜的待著,於是就不停找出口想跑出去。不過地下的壓力很大,岩漿要跑出去也不是很容易。岩漿一直等待機會要出來,一旦當它衝到地殼較脆弱的地方時,或是地殼某處又裂縫的區域,它的壓力就會減輕不少。不過,這時岩漿中的氣體及水汽卻活躍了起來,不斷用力推動岩漿衝向地面。當岩漿衝出地面時,本來被擠壓在裡面的氣體和水汽便立刻膨脹,威力強大的火山爆發,就這麼開始了。岩漿的黏稠度也會影響爆發的威力,如果太黏稠,火山通道口易被堵塞,那麼岩漿需費較大的力量來衝破它,若一衝開,就會是一場大爆炸。火山爆發分為四種型式: 1‧寧靜式爆發─如夏威夷的火山爆發時,產生一層微薄的岩流,而此岩流又是出具有極低壓力的氣體,並迅速的向外擴張,而岩流常來自於巨大的噴泉。 2‧爆發式爆發─也稱為裂縫流爆發,所謂裂縫為固體表面的開口,當岩流從火山旁邊的裂縫或直接從地面的裂縫流出時,就發生了裂縫式爆發,大量的岩流從縫中流出來,而形成廣大面積的岩流平原或高原。 3‧爆炸式爆發─有些火山非常猛烈的爆發,在爆發之前常有隆隆之聲與地震,這種爆炸式的爆發,因其常突然且很猛烈的發生,有史以來最猛烈的爆炸式爆發是於1883年發生在克拉卡托的小島上,此島位於印尼的蘇門答臘與爪哇之間,在1883年8月間,突然發生一連串的巨大爆炸,炸毀了全島的2/3地區,大約有五立萬哩的物質被拋入空中,爆炸所產生的塵雲,環繞著整個地球,而在周圍海上所形成的波浪,至少殺死了3000~4000人,而遠在1000哩以外的地區,又有更多人死亡。 4‧間歇式爆發─許多火山同時具有寧靜式爆發與爆炸式爆發,這些火山有時穩定的爆發,有時猛裂的爆發,或是同時發生,故這種爆發型式稱為間歇式爆發。在地中海之西西里島北方的史通波里島上,就有這種型式的火山爆發,每隔15分鐘就爆發一次,將部分已凝固的岩流碎片拋入空氣中,再爆發之時,由岩流所產生的蒸氣雲,可以反射光線,從很遠的地方就能看見此效應,故史通波里島有地中海燈塔之稱。   而在義大利之那不勒斯附近的蘇威火山,亦是間歇式爆發的火山,根據歷史上記載,這座火山的第一次爆發在西元79年,這次的爆炸式爆發埋葬了龐貝城與海古蘭,兩座古城,自此之後,每隔50─1000年就發生穩定或猛裂的爆發。 活火山爆發的產物   火山所噴出的物質可分為三種類型: 1‧岩流─岩流的成分隨不同火山而變化,它可為很薄且容易地流動或很厚,且慢慢地流動,在冷卻以前,其溫度常到達1000度~200度,在冷卻後的岩流,可形成許多形式,若岩流表面迅速冷卻,但其內部仍然很熱,則在頂部的固體岩流,將破裂成鋸齒狀的漂流岩塊,隨著液體岩流而慢慢地流動,這種型式的岩流,稱為塊狀岩流。有些岩流凝固之後,其表面變成繩狀的外觀,稱為繩狀岩流。有時候,岩流的外部迅速地冷卻,但其內部仍保持液態狀態,這些液體物質最後再流出來,而形成岩流隧道。 2‧氣體─從火山噴出的氣體,含有大量的蒸氣,在火山爆發時,這種蒸氣可由兩種方法形成,(1)當地下水遇到熱岩漿時,就可形成蒸氣,(2)大量的蒸氣或許來自熔解於岩漿中的水蒸氣,其他類的氣體亦可能與蒸氣同時逸出,但其數量比較少,在火山附近或周圍,常有由蒸氣與其他氣體逸出所形成的裂縫或洞口,稱為噴氣孔,有些火山氣體則具有毒性,如:一氧化碳、二氧化碳、硫化氫。 3‧各種大小的碎片─這些些固化的岩流碎片,是藉由逸出的氣體力量而衝出來的,這些碎片中最小的岩石粒稱為火山灰或火山塵,而這些物質最後都降落在火山周遭的陸地上,被帶到附近的較大岩石粒子,稱為火山岩燼,各種大小的圓形岩石碎片,常見有扭曲狀的末尾,稱火山彈,從火山口拋出的巨大石塊稱為火山塊,其重量可達好幾噸。 地球表面上的火山景觀   在火山爆發時所產生的岩流與固體物質,常形成塊狀的岩石,而堆積在火山周圍的稱做火山錐,火山錐分為下述五種型式: 1‧盾狀火山錐─有廣闊的基府與緩和的坡度,盾狀火山錐是由一層一層的岩流,流到火山周圍所形成,這些液體岩流可覆蓋廣大的面,盾狀火山錐是寧靜式爆發的結果,夏威夷群島就是由一群盾狀火山錐自海底升起所形成的島嶼。 2‧岩燼火山錐─有非常狹小的基府險峻的邊緣,堆積在火山周圍而形成的,因這些物質都鬆弛地集合在一起,故岩燼火山錐極少有很高的。 3‧合成火山錐─為岩流與岩石碎片的組合體,合成火山錐是由固化岩流的轉化層所形成的,由這種轉換層所組成的火山,都具有這樣的構造,如日本的富士山,美國的尼爾山、胡德山、沙斯塔山。 4‧寄生火山錐─沿著盾狀火山錐的邊緣,至主要火山口周圍某些距離內,通常還有其他的小火山口存在,從這小火山口所流出的物質,可建立成較小的火山錐,稱為寄生火山錐。 5‧濺灑火山錐─離開主要火山口不遠之處,有許多非常小的火山錐,稱為濺灑火山錐。當岩流冷卻之後,就形成地殼,然後熱氣體又強迫岩流穿過地殼中的開口,而衝出地面形成濺灑火山錐。   在火山錐頂部有漏斗形的坑,稱為火山口,當很熱的岩漿使火山口壁面發生熔解或破雜時,火山口通常會擴大,當火山口內發生爆炸時,火山口邊緣亦可能會崩潰,在火山口的圓形範圍內常可發現較小的火山錐,如:在湖泊中間的小島,即為火山錐所形成。 有時候,當火山錐崩潰後,就形成極大的盆形窪地,當岩漿湧出地面或再向下徐徐流盡後,火山錐亦可能倒塌而形成盆地,火山爆發可完全摧毀火山錐的上層部分,火山錐崩潰後所形成的廣大窪地或坑,稱為破火口,若火山已經熄滅了,就不會有物質加於火山錐上,超過風化與侵蝕的破壞力量,若火山已經很久沒有爆發了,則其山坡處就會被切劃成山谷與溝渠,若火山是自海府升起,則其基部受到波浪的侵蝕。休眠火山的鬆弛部分,最後將被侵蝕掉,而只剩下由固化岩漿所形成堅硬岩石,在地面上成為孤立的山峰,並使輻射狀的岩堵露出地面,在這段期間,凡與最初岩漿有關的侵入構造,如言盤,都暴露出來,使環繞其基部的沈積岩露出地

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  • 1 0 年前

    為什麼會有火山活動

      火山爆發是巖漿衝出地面的結果,那麼,巖漿又是從哪裡來的呢?

      在18、19世紀和20世紀初期,流行過這樣一種看法,認為地球只有表層的地殼是固體狀態,地殼以下充滿著高熱的巖漿,只要什麼地方有可能讓巖漿衝出來,那裡就可能有火山活動。這種看法的產生,與人們在打井、開礦等生產活動中發現地下很熱,而且是越深越熱有關。在礦井中,挖得越深,溫度越高。當地面白雪皚皚的時候,井下竟溫暖如春,甚至炎熱超過酷暑。不過在緊靠地面一帶,並不是如此,那裡的溫度要受到氣溫變化的影響。在這一帶下面,還有一個常溫層,溫度經常保持穩定。常溫層約在地下幾米至十幾米一帶。要穿過常溫層,才會出現越深越熱的情況。根據許多地方實測的結果,平均計算起來,每深入地下100米,溫度便大約要升高3℃。各地雖有差別,大體上符合這個規律。照這樣計算,在地下30多千米的地方,溫度超過1000℃,許多巖石都能熔化了。到了60千米深的地方,溫度可達1800℃,最難熔的巖石也該熔化了。因此,人們很容易想到地下深處的物質是處於熔融狀態的。

      在地球內部,是不是總是每深入100米,溫度便升高3℃呢?這不可能。因為地球的半徑有6300多千米,要是這樣不斷地升高,地球中心的溫度將接近攝氏20萬度,地球早該爆炸了。在地下很深的地方,熱的傳導比表層容易,可以比較均勻地散佈,受深度差別的影響會小一些,溫度估計在攝氏兩三千度左右或更多一些。但這也足以使巖石熔融了。地球內部都是熔融狀態的物質這種看法,似乎頗有根據。特別是這種看法在和地球是一團熾熱的星雲冷凝而成的假說結合起來以後,更顯得頗有道理。據認為,在地球形成以後,外層先冷,凝結成固體的地殼,內部余熱未盡,仍然是熔融的液體。在地球歷史上,開頭由於地殼還不牢固,所以巖漿沿裂縫大量溢出;後來地殼日益牢固,因而大多轉為中心式噴發。

      但是,近幾十年來,人們探知的許多事實,使以上這種看法產生了動搖。由於地震時產生的波動可以探測地球內部的物質狀態,人們發現地球內部從地殼到地下2900千米這一層,只有固體才能傳播的橫波能夠通過;在地球的最中心部分也有橫波出現。都說明地球裡面全是熔融的液態物質這種假設不能成立。現在人們比較相信巖漿只是局部地存在,它是地球某些部分溫度升得特別高或壓力有所減輕造成的。這種想法,是在人們測定了地球內部的熱源主要是放射性元素的作用以後產生的。地球內部有許多放射性元素。它們每時每刻都在放出熱能,維持著地球的「體溫」,使它不致冷卻和收縮。有些地方放射性元素特別多。溫度比較高,巖石就熔融了。

      在地下幾十千米的地方,溫度已經能使巖石熔融,曾經有人設想在地殼下,廣泛分佈著一層液體的巖漿。但是,地殼下的壓力很大,而且越深越大。在地下50千米的地方,壓力大到130萬千帕。在這樣巨大的壓力下,固體是不容易熔成液體的。在將壓力加大到略高於200萬千帕的時候,便能得到80℃的「熱冰」。因此,一般認為,地球深處的巖石是處於一種溫度很高的潛在的熔融狀態中,表現為固體狀態,但具有塑性,當某處所受的壓力減輕,或溫度升得很高的時候,就會轉變為液態的巖漿,進入地殼中活動起來。巖漿不是廣泛分佈在地下的某一層中,而是東一起西一起地分散在各處。

      由於我們對地殼的情況了解得不多,許多問題還需要繼續探索。不過可以肯定,地下的溫度確實很高,高到足以使巖石熔融的程度。但是,地下的壓力也很大,限制著巖石的熔融。巖漿就是在這種相互矛盾的影響下形成的。當它衝出地面的時候,我們看到了火山爆發的現象,而更多的巖漿沒有機會衝出地面,在地下慢慢冷卻,成為巖石。天安門前人民英雄紀念碑所用的花崗岩,就是這類巖石中最常見的一種。由巖漿凝結而成的巖石,在地殼中佔有特別重要的地位。在構成地殼的巖石中,有百分之九十幾是這類巖石。許多礦產的形成也和它們有關。

      巖漿要衝出地面,得有出路。出路在哪裡呢?

      如果地殼中有一塊地方產生了裂縫,那裡所受的壓力就會減輕一些,因而促進巖漿的活動,並且為它們的衝出提供通道。

      不過,並不是只要地殼中有裂縫,巖漿就能衝出來的。有時巖漿鑽進裂縫裡,就在裡面凝結起來,使那裡的地殼加固,反而不能衝出。但是,裂縫的產生確實為巖漿的衝出創設了條件。今天的活火山大都分佈在那些地殼中有著大裂縫的地帶。

      裂縫的產生是地殼運動的結果。當地殼中發生斷裂的時候,大地就震動了。因此,火山活動多的地帶,地震也很頻繁。巖漿的活動能促成地震,有的大地震也能促成火山的爆發。1960年5月智利大地震以後,好幾座火山接著爆發了。

      有了可能衝出的通道,巖漿是不是就會立刻衝出去呢?不,這還要看巖漿本身沖擊力量的大小。

      巖漿的沖擊力量從哪裡來的呢?

      巖漿很熱,按說在這樣的高溫下,氣體和水分在裡面是難以藏身的。在平地上,水到100℃就會化為蒸汽。但是,地下的壓力很大,能使氣體和水分包容在巖漿之中,有些像汽水和啤酒在加大壓力的條件下,能包含較多的二氧化碳一樣。當巖漿向地表運動的時候,越是接近地表,受到的壓力越輕,氣體和水蒸氣就逐漸從巖漿中分離出來,產生壓力,最後突開了出口,產生了爆炸或比較溫和的噴發。這種看法是比較可信的。可是,巖漿為什麼會向地表運動呢?我們可以說是地殼運動的影響。但是,究竟是怎樣影響的呢?這又是一個難題。有的人設想,這是由於地球在收縮,所以把巖漿擠上來了。有的人看法相反,認為這是地球某些部分溫度升高,體積膨脹,巖漿自己擠上來的。假說很多,但是我們可以肯定的有這樣一點:巖漿的活動與地殼運動有密切關係。在那些地殼運動強烈的地帶,巖漿最為活躍,最有可能衝出來。今天地球上活火山的分佈正好證明了這一點。

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