沒有火山行不行

陳正全 樂兮 蘇小七

2022年1月15日凌晨，南太平洋島國湯加的海底火山突然噴發(fā)，引起了全世界的關(guān)注。衛(wèi)星照片顯示，一個巨大的球狀火山云迅速升起，沖上20公里高空;連遠(yuǎn)在800公里外的斐濟群島，都聽見了火山爆發(fā)的巨響。此次火山噴發(fā)，是21世紀(jì)以來最為劇烈的一次。

地球的青春痘

火山最令人恐懼的或許是那灼熱通紅的熔巖流，它的溫度可高達1200℃，將流經(jīng)之處吞噬殆盡。

更為可怖的，其實是噴發(fā)出的火山碎屑與氣體混合成的火山碎屑流。它的速度可達高速行駛的汽車的10倍，300米/秒，溫度也可達800℃，夾雜著冰雹般的大小石塊、能鉆入肺泡可致窒息的極細(xì)火山灰，再混入高濃度的二氧化碳、硫化氫、二氧化硫、甲烷等有毒氣體……置身其中，幾乎沒有任何生還的可能。

NASA認(rèn)為，對人類而言，超級火山的爆發(fā)，其實比任何小行星的撞擊都可怕。目前地球上大約有20座隨時都可能爆發(fā)的火山，其中最危險的是美國黃石公園火山一一世界上最大的活火山之一。

如果黃石火山爆發(fā)，方圓1000公里內(nèi)的人幾乎無法幸免于難，巨量火山灰在全球擴散，更多的人可能因吸入的火山灰導(dǎo)致肺部固化而死亡，由此帶來的全球降溫，甚至瘟疫和饑荒更是無法估量。

生命的基礎(chǔ)

火山這么可怕，那沒有火山就好了？

如果把視線放大，你會發(fā)現(xiàn)，擁有火山，對地球來說，反而是一種幸運。這還得從46億年前，地球剛形成時說起。

46億年前的地球，遠(yuǎn)不是現(xiàn)在湛藍寧靜的模樣。剛剛撞擊形成的地球充滿熱量，表面覆蓋的全是熾熱火紅的巖漿，沒有大氣也沒有水，可以說就是一個“大火球”。

在冰冷的宇宙里，地球逐漸開始冷卻，密度大的元素沉去地心，密度小的浮向表面。表面的巖漿冷卻形成一層“外殼”，越向地心溫度則越高，最終形成了由外向內(nèi)的“地殼一地幔一地核”結(jié)構(gòu)。其中，地幔由固體巖石構(gòu)成，但它具有塑性，也就是可以進行“蠕動”。其中一層巖石發(fā)生了部分熔融，帶著點兒“液態(tài)”的巖漿，地質(zhì)學(xué)上叫作軟流圈。火山噴發(fā)的巖漿，主要來源于這里。地核內(nèi)核源源不斷地向外散發(fā)著熱量。由于液態(tài)外核可以流動，地幔巖石可以蠕動，其中的物質(zhì)受熱都可以上升，這些熱量便在不同圈層間一路“接力”沖上地表，就形成了火山。完成“接力”后，物質(zhì)冷卻下降，回去再受熱上升，這便形成了一圈圈的熱對流。

液態(tài)外核和地幔中都有這樣的熱對流。液態(tài)外核里含有許多鐵鎳等導(dǎo)電的金屬物質(zhì)。在熱對流和地球自轉(zhuǎn)共同作用下，電磁感應(yīng)便形成了地磁場。

持續(xù)的地幔對流和火山活動，將熱量不斷帶離地核，使導(dǎo)電物質(zhì)得以冷卻下降。這些對流活動速度剛剛好，地球便擁有了穩(wěn)定且強大的地磁場。

地球的原始大氣主要是氫和氦，但它們質(zhì)量極小，很快就被太陽風(fēng)吹走了。是火山，不斷噴發(fā)出大量二氧化碳、水蒸氣、氮、臭氧等，形成了早期大氣。地球引力加上地磁場，便將大氣“鎖”在了地球上。

當(dāng)?shù)厍蜻M一步冷卻，大氣中的水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)降下來，匯集在低洼處，就形成了原始海洋一一水與火看似不容，但這些水有相當(dāng)一部分就來源于火山。

火山噴發(fā)出二氧化碳進入大氣，二氧化碳又溶解于雨水中落在地表巖石上，與之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放出碳元素和礦物質(zhì)。它們隨河流匯入海洋，形成海底的碳酸鹽沉積;隨板塊俯沖與重熔，碳元素回到地幔，再由火山噴發(fā)而出。

這便是地球獨有的碳循環(huán)，而火山就是其中的一個恒溫調(diào)節(jié)器。

現(xiàn)在還有研究認(rèn)為，在火山的化學(xué)環(huán)境中，無機物轉(zhuǎn)化成有機物;而這，正是生命出現(xiàn)的第一步。

地球表面的巖石圈非常堅硬，地幔里的熱對流則不斷“沖擊”著它，讓地球表面的巖石圈像碎蛋殼被分為許多硬塊。這便是板塊構(gòu)造。現(xiàn)在，地球是太陽系中唯一擁有活動構(gòu)造板塊的星球。

地球表面，地幔“馱”著板塊們緩慢移動著。所以，板塊與板塊相遇的地方，常會發(fā)生擠壓、碰撞、俯沖等活躍的構(gòu)造運動，90%的火山活動出現(xiàn)在這里。

還有一些火山位于板塊內(nèi)部，來自2900km深的核幔邊界的熱流直接“沖上”地殼，像柱子一般，被稱為地幔柱，它們形成了熱點火山。從地幔不斷上涌的巖漿，使得陸地裂開，海水涌入裂口，巖漿不斷噴發(fā)，形成增生的洋中脊，這是地球上最廣泛的火山活動區(qū)域。

熔巖遇水冷卻后，構(gòu)成了新的海底，不斷擴張將兩側(cè)的陸地越推越遠(yuǎn)，海洋也向外生長。

當(dāng)海洋擴張到一定程度時，密度更大的海洋地殼，會在與密度更小的陸地的交接處發(fā)生俯沖，海底物質(zhì)便回歸地幔，海洋開始消減，直至完全閉合。

在這個過程中，兩側(cè)陸地將發(fā)生碰撞，形成造山帶，地球上最宏偉的喜馬拉雅山脈，就是如此形成的。現(xiàn)在的青藏高原，在幾千萬年前還是一片浩瀚的海洋，殘留的海洋，則在高原上留下了大大小小的湖泊。

洋中脊火山系統(tǒng)使得海洋生長，推動大陸分離，最終地球變?yōu)榱爽F(xiàn)在的“七大洲五大洋”模樣。板塊分離出現(xiàn)了環(huán)境隔離，加上不同氣候帶的作用，生命便逐漸分化了現(xiàn)在差異巨大的物種。

“幸運”的地球

放眼全宇宙，能像地球這么“幸運”的星球可真不太多。

太陽系里，星球結(jié)構(gòu)與地球十分相似的是水星。體積小，冷卻速度較快，它的地幔外區(qū)已冷卻。在過去的10億年中，水星的火山噴發(fā)和熔巖流都已停止，沒有地幔與火山帶走熱量促進對流，水星的磁場已經(jīng)減弱到強度只有地球的1%;加上離太陽最近，遠(yuǎn)不足以抵擋太陽風(fēng)。水星上的大氣已經(jīng)全被吹跑了，上面也沒有水。

大小是地球的一半、距太陽更遠(yuǎn)的火星，冷卻速度更快。曾經(jīng)熔融的地核，可能已經(jīng)固化;內(nèi)部沒有活動的巖漿，也沒有火山活動。火星的磁場近乎消失，只有地球的1/800。

火星上曾有降水沖刷的痕跡，說明它很可能擁有過大氣和海洋。但現(xiàn)在已經(jīng)失去了穩(wěn)定的大氣，大氣密度只有地球的1%。因此，許多地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，火星可能就是地球演化的下一階段，換句話說，就是沒有火山，也沒有地質(zhì)運動之后，地球歸于平靜的未來。

可以說，火山活動，就是一個星球具有“生命力”的象征;它就像人類青春發(fā)育期時，激素分泌旺盛所冒出的“青春痘”。

如果沒有了火山，那么這顆星球也就沒了心跳，沒有了推動著一切代謝與重生的力量。不會有大氣和海洋，更不會有生命，只能慢慢暴露在宇宙中，歸于沉寂。

（阿紫摘自微信公眾號“地圖會說話”圖/兜子）