富士山即将爆发?不同等级的火山爆发,到底有多可怕?

据时事社东京19日报道,日本警察厅已经开始为富士山可能喷发做全面准备。报道中称,如果风向与1707年富士山喷发时的风向相同,火山灰或将落在东京都市圈,可能扰乱道路交通并导致停电。

此消息引起了不少网友的关注,很多在当地的人甚至开始恐慌,不知道会不会被波及。

有业内人士剖析了有关富士山的资料,实际上富士山历史上的大规模喷发也就5级,最多6级,跟今年喷的汤加火山差不多,民众大可不必过于恐慌。那么不同等级的火山爆发,到底有多可怕?

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火山到底是怎么形成的呢?

关键的元素之一竟然是水!被挤到俯冲带深处的海床,已经不再是洋中脊固化时的简单状态。岩石本身由于和水相互作用已经产生变化,然后水通过岩石的裂缝渗入其中,并使温度上升到足以沸腾的程度,促使其发生化学反应,从而改变了岩石的结构。在大陆边缘处,从陆地上冲刷下来的有机生物的遗骸形成了一层沉积物,覆盖在岩石上。随着这种混合物不断下沉,它变得越来越热,而且受到极端压力挤压——在50千米的深度下,压力是地表大气压的15 000倍,温度也达到了几百摄氏度。

所有这些因素加在一起,又将岩石中的水挤了出来,并流入了地幔层。在那里,水的效果如同在冰上撒盐一样——促使地幔熔化。从岩石圈掉下来的岩块周围,一开始是星星点点的熔融岩浆,后来逐渐扩散。由于熔融的岩浆比固体岩石轻,所以这些熔化的物质渐渐上浮,慢慢地渗透地壳,并在之前下沉的海床之上形成了一连串火山。

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不同等级的火山爆发

最温和的火山爆发方式,是在扩张的洋中脊的位置处,从地球内部不断稳定地释放熔岩。一个典型的例子就是夏威夷群岛火山链,这也说明了它们经常爆发的性质。这些熔岩几乎是一种液体状态的玄武岩。因为这些液体非常稀,各种气体很容易在其中形成气泡并溢出,所以压力也不会达到足以引起壮丽的火山大爆发场面的程度。大量流动的熔岩填满了火山口,在其表面,地球物理学家们可以观察到已经固化的大块物质漂浮在上面——这是一个板块构造过程的模型,里面既有建设性板块边缘和毁灭性板块边缘,也有一些板块侧向滑动,像是微型的圣安德烈亚斯断层。

比这种火山爆发规模更大的,是斯特龙博利型火山爆发,其名称来自斯特龙博利火山岛,这是位于意大利大陆和西西里岛之间的一个火山岛。比起从夏威夷火山爆发出来的熔岩流,从这里流出来的玄武岩更厚而且更黏稠,这使得气体形成的气泡更大,然后以几分钟一次的频率破裂,造成微型的火山爆发。在这些爆发中,成块的半熔融态的岩浆被炸到空气中,有时候这些岩浆会溅到火山口的外面,流到山下一点点。

但总的来说,斯特龙博利型火山足够喧闹,但不是很危险。有一个比较普遍的基本规律是:爆发间隔的时间越短,火山的危险性就越低。在斯特龙博利岛上,离火山口只有几千米的地方有两个村庄;西西里岛上的埃特纳火山是另外一个例子。但是斯特龙博利型火山绝不仅限于地中海地区,远在南极地区的埃里伯斯火山是这种类型火山的另外一个例子。

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武尔卡诺火山

第一种真正危险的火山大概就是分类表中间的这个了,这也是火山这个英文单词的由来——武尔卡诺火山,位于西西里岛北部的一个小岛上。(许多火山的原型位于地中海,这仅仅是因为科学家最开始从那里研究火山,没有其他原因。)

像其他此类火山一样,武尔卡诺山只是间歇性地活动,但是一旦开始爆发,它比任何斯特龙博利型火山都要壮观。武尔卡诺型火山的爆发一次可以持续几个月,喷涌而出的有成块的固态物质,并产生大量火山灰,而这些火山灰则由火山口喷出的热气吹到了大气层中去。尽管武尔卡诺型火山也经常会产生岩浆流,但是一般火山灰造成的问题更大。火山灰可能会大范围地扩散,而且会持续很长的时间才尘埃落定。

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维苏威型火山

接下来的维苏威型火山爆发,是以那不勒斯附近的维苏威火山命名的。它像是一种更极端的武尔卡诺型火山爆发,持续的气流和火山灰升到更高的大气层中。有意思的是,因为这种爆发的力量是直上直下的,而且火山灰也会飘得很远,所以维苏威型火山爆发比起武尔卡诺型火山爆发对周边地区的破坏力要小。但情况并不总是如此。

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培雷型火山爆发

第五种类型的火山爆发有两个名字,或者说有时候这是两种不太好区分的子类型。一种子类型是培雷型火山爆发,以加勒比海地区马提尼克岛的培雷火山命名。这是一种剧烈的爆发,喷发出的大量热气体和尘埃云,会沿着山坡流下,吞噬沿途所有不幸的城镇和村庄。有时候,这些喷出来的热气又称nuées ardentes,这个法语术语的意思是“发光的云”,但通常我们还是称之为火山碎屑流。

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普林尼型火山爆发

另一种子类型,或者说另一个名字,是普林尼型火山爆发,以古罗马学者老普林尼命名——他死于公元79年的维苏威火山大爆发,就是埋葬了庞贝古城的那次。那次爆发产生了巨量的尘埃和气体云柱,也产生了发光物质的热团块,它们顺着山坡滚了下来。

在这类术语中,普林尼型火山爆发是所有火山爆发中最猛烈的一种;培雷型火山爆发是简化版的普林尼型火山爆发,规模稍微小一些。唯一的区别是,普林尼型火山爆发的大部分能量都是垂直向上的,而培雷型火山爆发的能量朝向则是四面八方的。

考虑到它们在流行文学和神话故事里的受欢迎程度,有一点可能会让人感到十分吃惊:在全球范围内只有大约500座活跃的火山,而平均每年只有大约不到25座会爆发。但即便是一次温和的火山爆发,也会产生引人瞩目的效果,使得这些地质现象的“演员们”一直在吸引我们的注意力。相应地,地质学家们为这些从火山中喷发出来的东西起了一系列形象且有趣的名字。

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火山弹

“火山弹”是固态或半固态的熔岩块,可能比一个人还大,从火山口被扔出去几百米远:如果火山弹外表已经固化,而内部还是黏稠状,那么它会因内部气压或撞到地面时的冲击而出现爆裂,这被称为“面包皮型火山弹”;丝带状的熔岩在空中飞行的时候由空气塑性固化,有一个比较合适的名字——条形弹;圆形岩块被称为“球形弹”;细长条的被称为“纺锤形弹”;还有一些在落地前尚未固化,在落地时四处飞溅的叫作“牛粪炸弹”。

那些小块的喷发物,像砂砾和鹅卵石那么大的叫作“火山砾”。那些更小的就简单地叫作“火山灰”。从火山里喷发出来的所有固态物质,总体来讲都叫“火山爆发碎屑”。而且那些最细小的固态颗粒却是能造成最大危害的。

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《人人都该懂的地球科学》是对地球科学这个极其重要的学科的一次一流的展示,文笔优美。从地球内部喷薄而出的火山到冰冷的南北两极,从躁动不安的大陆到活跃的大气层,这本书极好地介绍了我们称之为“行星家园”的地球的内外部是如何运作的。


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