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        神奇的火山

        2021-05-19 09:17:57劉金宇
        天天愛科學(xué) 2021年3期

        劉金宇

        火山與常見的山岳一樣,都是地面上高高的隆起。古人曾記載過火山噴發(fā)的情形:“地中忽出火,石塊飛騰,聲振四野?!笨膳碌膱鼍白尮湃苏`以為是山在噴火。其實,火山是連接地球深部和地面的“通道”,地球內(nèi)部的物質(zhì)通過火山噴發(fā)運送到地表。這里所說的“物質(zhì)”,就是我們耳熟能詳?shù)膸r漿。高溫巖漿在地表流動時,發(fā)出火紅的顏色。

        火山·生命·環(huán)境

        火山是一把極其鋒利的“雙刃劍”。

        有科學(xué)家認(rèn)為,地球上的生命起源可能與火山噴發(fā)有關(guān)。地球早期的環(huán)境十分惡劣,經(jīng)常電閃雷鳴?;鹕絿姲l(fā)出的物質(zhì)為原始生命提供了其所必需的基礎(chǔ)元素。這些元素在海洋中逐漸組成小分子有機(jī)物,再形成大分子有機(jī)物并演化出簡單的細(xì)胞,這可能就是原始生命的起源。

        與此同時,也正是威力無比的火山噴發(fā)所釋放出的大量二氧化碳(CO2) 和二氧化硫(SO2) 等氣體,導(dǎo)致全球溫度升高、海洋酸化以及海洋缺氧,極大地影響了生物的生存環(huán)境。我們所熟知的侏羅紀(jì)時期的霸主——恐龍,極有可能就是由于火山噴發(fā)而從地球上突然消失的。

        知識鏈接

        恐龍滅絕之謎

        關(guān)于恐龍滅絕的原因,有兩種為人們所熟知的主流觀點:一種是火山噴發(fā)——持續(xù)而長久的破壞性力量最終摧毀了恐龍的生存環(huán)境;另一種是小行星撞擊地球——撞擊引起了一定的火山作用,并伴有爆炸性撞擊、大地震、海嘯、山崩和森林大火,最終讓恐龍無路可逃。

        火山的形成與產(chǎn)物

        人類賴以生存的地球,是一個并不規(guī)則的球體,固體部分從外向內(nèi)主要由地殼、地幔和地核三部分組成。這與煮雞蛋極為相似:地殼對應(yīng)蛋殼,地幔對應(yīng)蛋清,地核則類似于蛋黃。

        地殼就是我們腳踩的大地;地殼之下的地幔,其上部存在一個“液態(tài)區(qū)”,里面充滿了含氣體的熔融狀硅酸鹽,這就是巖漿的真實面貌。

        當(dāng)巖漿足夠多,壓力足夠大,它們就會順著地殼中的裂隙,“淘氣”地噴發(fā)到地表。炙熱的巖漿遇冷后,逐漸冷卻凝固,形成各類巖石;巖石與火山灰、巖塊和巖屑一起堆積下來,日復(fù)一日,便形成了高聳的火山。

        火山噴發(fā)后的重要“作品”就是巖石了!火山巖主要有兩類——火山熔巖和火山碎屑巖。

        火山熔巖由巖漿冷卻固結(jié)而成。以巖漿中二氧化硅的含量進(jìn)行分類,主要有四種巖石:玄武巖、安山巖、英安巖和流紋巖。

        火山碎屑巖是隨巖漿一起噴出的巖塊和巖屑膠結(jié)形成,它的成員主要有兩位:由細(xì)粒巖屑、火山灰組成的凝灰?guī)r;由大巖塊組成的角礫巖。

        火山“造型”大比拼

        火山由巖漿通道、火山錐和火山口三部分構(gòu)成。巖漿通道是巖漿由下向上運移的通道?;鹕絿姵鑫镌趲r漿通道口不斷堆積,逐漸形成錐形的山丘,這就是火山錐。位于火山錐頂部的巖漿噴出口,就是火山口。

        火山的樣貌可不止一種。由許多層熔巖、巖屑、巖塊和火山灰堆積而成的是層狀火山,這是最常見的一種火山,如日本富士山;全部由火山碎屑組成的是錐狀火山;具有寬廣緩和的斜坡,形如盾牌的,是盾狀火山,如夏威夷火山。

        火山的危害與價值

        火山噴發(fā)會造成嚴(yán)重的危害,噴發(fā)出的大量碎屑流、腐蝕性氣體、巖漿等具有毀滅性的破壞力。

        火山碎屑流,是巖塊、碎屑和氣體的混合物。其中輕而小的火山灰會飄到千里之外,甚至上升到平流層,隨大氣環(huán)流,遮擋陽光,致使地球降溫。

        火山噴出的腐蝕性氣體,不僅能使生物窒息死亡、帶來酸雨,還會破壞臭氧層。

        溫度可達(dá)900℃—1200℃的液態(tài)巖漿則更為恐怖,它可以熔化掉地面上的任何生命!

        漫天飛舞的火山碎屑流

        漫天飛舞的火山碎屑流

        這可怕的火山,難道一無是處?其實不是的。

        人類沒有時光機(jī)器,無法回到過去,很難想象遠(yuǎn)古時期的地球狀態(tài);我們沒有火眼金睛,不能看穿地面,很難判斷地球內(nèi)部是什么樣的。而火山噴發(fā)形成的巖石,是我們了解地球歷史與結(jié)構(gòu)的直接證據(jù),對探秘地球起到至關(guān)重要的作用。

        科學(xué)家可以測算火山巖的年齡,判斷巖石的組成,進(jìn)而推斷古時候地球的樣貌;綜合不同時期、不同類型的火山巖,可以研究地球幾十億年的成長歷程??梢哉f,火山巖是我們開啟過去的一把“金鑰匙”,了解地球的過去,我們才能正確認(rèn)識地球的現(xiàn)在以及未來。

        此外,火山噴發(fā)過程中,還形成了美麗的寶石,比如藍(lán)寶石和鉆石;火山區(qū)則因禍得福,可以形成天然溫泉,收獲肥沃的土壤,有的火山區(qū)甚至形成了令人驚嘆的絕美地貌,如吉林的長白山火山群。

        火山的“生死”與預(yù)測

        為什么火山有“死”有“活”呢?為什么有的火山被稱為“瞌睡蟲”呢?這是因為根據(jù)火山的活躍程度,科學(xué)家形象地把火山分為三種:活火山、死火山和休眠火山。

        活火山 是正在或者隨時可能爆發(fā)的火山,如意大利西西里島的埃特納火山,它是人類有史記載以來噴發(fā)歷史最為悠久的火山。

        休眠火山是很早之前噴發(fā)過,但長期處于靜止?fàn)顟B(tài),而未來可能再次噴發(fā)的火山,如黑龍江的五大連池火山群。

        死火山 是最后一次噴發(fā)距今已久遠(yuǎn),不會再噴發(fā)的火山,是“熄滅的火山”,如山西大同的火山群。

        火山的活躍周期非常不固定,短至數(shù)天,長則數(shù)百萬年,因此很難判斷火山是真的“死亡”了,還是在“打瞌睡”。

        不過,我們也不必恐慌。目前,我國的重點火山區(qū)已經(jīng)布設(shè)了長期觀測臺網(wǎng),一直處于科學(xué)監(jiān)測中。此外,在火山爆發(fā)前,地面會明顯變形,地表溫度會突然升高,同時會伴隨許多小型的地震。這些現(xiàn)象可以幫助我們在火山“睡醒”之前迅速撤離。

        看過這篇文章后,你對火山是不是有了一個全面的了解了呢?其實,關(guān)于火山還有很多未解之謎,等待著你去探索!

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