汤加遭遇千年一遇的火山爆发,背后的火山知识看这篇就够了

当地时间1月14日上午开始,位于汤加首都努库阿洛法以北约65公里处的洪阿哈阿帕伊岛发生火山喷发,1月15日下午再次喷发。

汤加、斐济、萨摩亚、瓦努阿图、日本、美国、加拿大、新西兰、澳大利亚和智利等国相继发布了海啸预警。

该火山位于汤加福努阿福欧岛南东东方向约30公里处,处在太平洋板块与印度-澳大利亚板块俯冲边界上,是汤加-克尔马德克群岛火山弧的一部分,曾于2014年、2015年、2019年和2021年发生多次喷发。

这次事件被认为是30年来最大的一次火山爆发。

▲ 汤加火山喷发后热红外遥感影像图

什么是火山

西方人以罗马神话中火神武尔卡(Vulcan)的名字称呼这地下冒火的现象。

中国的《山海经》中有“炎火之山”一说;《魏书·西域传》中记载当时的悦般国有火山;清代顾祖禹的《读史方舆纪要》中,在河曲县篇章下专列“火山”一节,记述为:“火山,在县西五里,黄河东岸,山上有孔,以草投孔中,烟焰上发,可熟食。”

▲ 火山喷发

火山是地下岩浆喷出地表形成的锥状、盾状或其他形状的山丘。火山喷发是一个完整而重要的地质作用。

▲ 火山的结构与形态

火山的种类

活火山:正在喷发或1万年之内有过喷发的火山。岩浆房仍具有活动特征,表现为异常的地震活动、与岩浆有关的水热活动及地表形变等。有的活火山具有再次喷发的可能性,但也可能长期“沉睡”,这种火山被称为休眠火山。

死火山:人类历史时期(1 万年之内)没有喷发记录,并且被认为在可预见的将来不会再次喷发的火山。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。

▲ 火山颈

火山的“死”和“活”是相对的,有些死火山可以“复活”。

例如我国的五大连池火山区,其中大部分火山上一次的喷发时间是10 万年前,但老黑山和火烧山却在公元1719 ~ 1721 年喷发过。

火山喷出的物质

熔岩:释放了大部分质量较小的气态物质而喷出地表的岩浆,及由这种岩浆固结而成的岩石,称为熔岩。

▲ 熔岩

火山碎屑岩:喷出的固态或液态岩浆是大小不等、形态各异的岩浆碎屑物,即火山碎屑岩。火山碎屑岩按喷发时的直径大小可分为火山弹(火山弹一般在空中会发生形变,形成纺锤形,表面有扭曲的形态)、火山块、火山砾和火山灰。

▲ 火山碎屑岩

火山气体:指火山喷发时进入大气层的气体,是全球气候变化的重要驱动因子之一 ,主要包括水、二氧化碳、氯气、氟气、甲烷等气体 , 它们在火山喷发过程中进入大气层后, 会导致气候与环境快速变化, 甚至造成严重的气候灾害。

▲ 火山喷出的火山气体

火山灾害

火山碎屑流灾害:火山碎屑流可摧毁火山口附近方圆几千米甚至上百千米范围内的森林、村庄、桥梁及建筑物等,这是火山喷发最具毁灭性的灾害形式。据说庞贝古城就是毁于此灾害。

火山熔岩流灾害:想象一下,高温液态熔岩流经之处,一切化为灰烬的末日场景,就让人不寒而栗。虽说熔岩流的流速并不快,但裂隙式喷发造成的灾害还是很大的。历史上,据说冰岛的拉基火山喷发,岩浆沿着十几千米长的裂隙喷出,淹没了周围的村庄,最终造成冰岛人口减少五分之一,家畜死亡一半。

火山灰灾害:火山灰是细微的火山碎屑物,一般直径小于2毫米,可以随着火山喷发被送到大气层中,它们还能在平流层中悬浮流动很长时间,过多地阻挡阳光,降低了地球温度,从而对农作物的生长造成巨大影响。

泥石流灾害:火山爆发怎么会产生泥石流呢?主要是因为炽热的火山碎屑和熔岩会使山地冰雪大量融化,从而形成了汹涌的泥石流。历史上哥伦比亚的华多德尔·鲁伊斯火山爆发,形成了大规模的泥石流,使2万多人不幸丧生。

火山喷气灾害:火山爆发时常伴有大量有毒气体喷出。如二氧化碳、硫化氢、二氧化硫以及甲烷等。这些毒气浓度过大时,可以令人畜中毒窒息而亡。

任何一次火山喷发都会产生多重灾害。

除了上述的灾害外,还有海啸、酸雨、洪水、气候变化、地面变形等灾害产生的可能,一旦引发后续的饥荒与疾病,对人类造成的灾难将更加巨大。

火山活动带来的好处

矿石资源:火山爆发喷出的气体会再凝结为固体,比如硫磺。岩浆本身冷凝后,可能因富含某些元素而形成矿藏,如铁矿;形成的浮石则可用作建材。就算是火山灰也可用作混凝土原料。

▲ 浮石

另外,很多深埋地下的珠宝如橄榄石、斜方辉石、透辉石和尖晶石等。

▲ 透辉石

▲ 尖晶石

▲ 斜方辉石

火山爆发时,高温的玄武岩岩浆会沿着从深部贯通到地表的大断裂层喷涌而上。岩浆在冲出地表的过程中,便会把它们都顺便带上来。

▲ 被玄武岩包裹的橄榄岩

▲ 橄榄岩(由黄绿色橄榄石、黑褐色斜方辉石和草绿色透辉石等组成)

肥料:火山灰营养丰富,特别适合作物生长。

地热能源:火山附近的温泉或热泉,是岩浆散发出来的热量导致地下水变热形成的。这类地热能是一种廉价无污染的新能源,并具有广泛应用。如冰岛,当地人利用地热能为他们提供热水、电力,并进行温室蔬菜种植。

▲ 地热发电

土地资源:海底火山爆发后,岩浆会冷凝成岩石,长期积累之下,岩石越来越大,最终高出水面,形成岛屿。如夏威夷群岛,就是这样形成的。

▲海底火山爆发后形成的岛屿

火山活动形成的自然奇观

柱状节理:质地比较均匀的岩浆在冷凝过程中,表面会形成无数的冷凝收缩中心。如果结构均匀,这些收缩中心将均匀且等距离地排列,并且,它们会垂直于熔融体的冷却面。由于均匀地冷却、收缩,它们会裂成规则的六边形裂缝。随着熔岩由表层向内部进一步冷凝,六边形裂块最终会将整个熔岩层变成一个个小的六方柱,于是,柱状节理就形成了。

▲ 柱状节理

柱状节理也不全是六边形。

在形成过程不理想时,柱状节理的横切面也可以是四边形、五边形或者七边形。

▲ 不全是六边形

在“巨人之路”海岸,4 万多根这种石柱不规则地排列起来,绵延几千米,气势磅礴,蔚为壮观。

▲ 巨人之路

熔岩湖:熔岩若能长期保持液态,便有可能在火山口或洼地形成熔岩湖。熔岩湖底部与火山通道相连,面积一般不大。世界上最大的熔岩湖是尼拉汞戈熔岩湖,湖深接近400米,是非洲最令人惊异的自然奇观之一,被称为地球的“魔鬼肚脐眼” 。

▲ 熔岩湖

火山活动造就了很多奇妙的令人惊叹的自然景观。

除了柱状节理、熔岩湖外,还有间歇泉、巨型火山口、枕状熔岩等。世界上一些有名的风景区其实就是火山区, 像美国的黄石公园、夏威夷,日本的富士山,我国的长白山天池、五大连池、腾冲火山遗迹等,都能让你感受到自然的伟力。

▲扎兰屯地质公园的柱状节理

▲ 长白山天池

你亲眼见过火山吗?欢迎在评论区分享。

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复审:李烨

终审:李舒

 

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