火山的秘密檔案

2025-07-03 00:00:00

科學(xué)大眾·小諾貝爾 2025年8期

你知道火山是怎樣形成的，又為什么會(huì)爆發(fā)嗎？歷史上出現(xiàn)過多次大規(guī)模火山爆發(fā)，不僅對(duì)周邊地區(qū)造成大面積破壞，還對(duì)全球氣候產(chǎn)生了重大影響。因此，科學(xué)家一直在觀察和研究火山，希望能預(yù)測火山爆發(fā)的時(shí)間，從而減少損失，挽救更多人的生命。

火山會(huì)噴出什么

當(dāng)火山爆發(fā)時(shí)，從火山口噴出的不是火，而是火山氣體、火山灰、巖漿、巖石碎屑等物質(zhì)，這些都被稱為“火山噴出物

在火山爆發(fā)后，大量的火山灰、灼熱的氣體和高溫巖漿從火山口噴出地表，火山灰和巖漿會(huì)在火山口周圍堆積，形成像山丘一樣的“火山錐”但由于不同火山的噴出物性質(zhì)、體積、比例都不同，火山錐也有多種形態(tài)和構(gòu)造。圓錐狀的火山錐是最常見的類型

火山爆發(fā)常常造成嚴(yán)重危害，影響范圍也不僅限于火山附近。但火山爆發(fā)也會(huì)給人們帶來一些好處，例如形成肥沃的農(nóng)田，有時(shí)還會(huì)形成新的地貌和景觀

3種火山狀態(tài)

活火山：

正在爆發(fā)或即將再次爆發(fā)的火山。

休眠火山：

曾經(jīng)爆發(fā)過，長時(shí)間處于休眠狀態(tài)，但有可能再次爆發(fā)的火山

死火山：

在遠(yuǎn)古時(shí)期爆發(fā)過，但在人類歷史上從來沒有爆發(fā)過的火山。

火山內(nèi)部是什么樣

火山是熔巖冷卻后形成的。在不同的環(huán)境下，火山會(huì)形成不同的外形和特征。地質(zhì)學(xué)家將火山分為裂縫火山、盾狀火山、穹狀火山等6種類型

在地下深處，地球內(nèi)部的熱量將巖石熔化就形成了巖漿。大多數(shù)火山內(nèi)部都有一個(gè)巖漿庫，巖漿就聚集在這里

當(dāng)巖漿庫受到擠壓，巖漿就會(huì)通過火山通道噴出地表。噴出地表的巖漿被稱為“熔巖”。熔巖溫度極高，通常為700＼～1200℃。在這個(gè)過程中，火山氣體還可能通過被稱為“火山噴氣孔”的地表裂縫涌出。熔巖冷卻后，就會(huì)凝固成火山巖。

火山爆發(fā)的威力有多大

火山爆發(fā)產(chǎn)生的熔巖有時(shí)會(huì)從地面裂縫緩緩流出，有時(shí)則會(huì)像噴泉一樣噴出，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)爆炸現(xiàn)象。這與巖漿的黏度、巖漿內(nèi)部氣體的含量和形成巖漿的巖石類型有關(guān)。根據(jù)火山爆發(fā)的強(qiáng)度，科學(xué)家把火山爆發(fā)分為不同的類型。

火山爆發(fā)等級(jí)（VEI）被用來衡量火山爆發(fā)的強(qiáng)度。VEI指數(shù)從0到8，每增加1級(jí)，火山爆發(fā)的強(qiáng)度就增加10倍。

火山爆發(fā)的類型

夏威夷型火山爆發(fā)（VEI-0＼～VEI-1）

這類火山爆發(fā)通常比較平靜，因多發(fā)生在美國夏威夷州而得名，雖然危害較小，但是因?yàn)閹r漿黏度小、流動(dòng)性強(qiáng)，噴發(fā)時(shí)會(huì)形成熔巖噴泉，噴發(fā)柱高度能達(dá)到50米！

伏爾坎寧型火山爆發(fā) （VEI-2＼～VEI-3）

伏爾坎寧型火山爆發(fā)比夏威夷型強(qiáng)烈許多，猛烈的爆炸會(huì)把大量火山灰、巖漿和巖石碎屑噴向空中。

黃石超級(jí)火山美國懷俄明州640000年前

普林尼型火山爆發(fā)（VEI-4及以上）

這是目前已知最猛烈的火山爆發(fā)類型，具有很強(qiáng)的爆炸性，爆發(fā)時(shí)會(huì)釋放大量能量，產(chǎn)生巨大的火山灰柱。其中，火山碎屑占到所有噴出物的 90% 。 4

25個(gè)火山知識(shí)

太陽系最大的火山在哪顆星球上？地球上最大的火山在哪里？這里有25個(gè)關(guān)于火山的知識(shí)，了解它們，可以幫你成為火山小專家！

英語中的“火山（volcano）”一詞來自羅馬神話中的火與工匠之神伏爾甘（Vulcan），古羅馬人把火山視為伏爾甘為眾神打造武器的冶煉爐。

一些火山在爆發(fā)前會(huì)產(chǎn)生地震波，或者排出異常氣體，地質(zhì)學(xué)家可以利用這種現(xiàn)象來預(yù)測火山爆發(fā)。不過，有些火山在爆發(fā)前沒有明顯征兆。

陸地和海床表層至少有 80% 是由火山巖構(gòu)成的。

如果來到夏威夷的火山附近，你會(huì)看見一團(tuán)團(tuán)細(xì)長的玻璃纖維。當(dāng)火山爆發(fā)時(shí)，強(qiáng)風(fēng)吹向熾熱的熔巖，熔巖迅速冷卻，就會(huì)形成這種被稱為“貝利的頭發(fā)”的細(xì)絲一貝利是夏威夷神話中的火山女神。

什么是熔巖管？

熔巖管是地下熔巖流動(dòng)形成的通道，熔巖排空之后，熔巖管就變成了天然洞穴。熔巖管是科學(xué)家研究火山的重要地點(diǎn)，也吸引了許多愛探險(xiǎn)的游客前往參觀。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，月球內(nèi)部也有熔巖管，熔巖管內(nèi)溫度穩(wěn)定，還能屏蔽有害的宇宙射線，未來也許可以被改造成月球基地。

火山學(xué)家是最危險(xiǎn)的職業(yè)之一。他們主要研究火山形成和爆發(fā)的原因，以及尋找預(yù)測火山爆發(fā)的方法。

地球內(nèi)部的巖漿含有大量的地?zé)崮埽鹕奖l(fā)、溫泉都是地?zé)崮艿尼尫磐緩健５責(zé)崮芤部蔀槿怂?。在古代，人們利用地下熱水取暖；而現(xiàn)在，地?zé)崮苓€能用于發(fā)電。

在火山附近，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)間歇泉，這是由地下熱水間歇性地從地下噴出形成的?；鹕絻?nèi)部的高溫巖漿將地下水加熱至沸騰，隨著水蒸氣的積累，地下空隙的壓力逐漸升高，最后熱水和氣體從地表裂縫中噴出，形成間歇泉。

太陽系中的火山

木星和土星的一些衛(wèi)星上，存在可以爆發(fā)的冰火山。不過，冰火山噴出的物質(zhì)不是熔巖，而是水、氨、甲烷等它們被噴出后遇到極度低溫的大氣，就會(huì)立即凝固。

太陽系最大的火山是位于火星的奧林匹斯山，面積比意大利還大，高度是珠穆朗瑪峰的2.4倍！奧林匹斯山是一座盾狀火山，坡度平緩，就像一塊盾牌。奧林匹斯山最近一次爆發(fā)發(fā)生在2500萬年前，現(xiàn)在處于休眠狀態(tài)。木衛(wèi)一是木星的一顆衛(wèi)星，有大量的活火山，是太陽系中火山活動(dòng)最活躍的地方之一。木衛(wèi)一上的大型火山爆發(fā)能產(chǎn)生數(shù)百干米長的熔巖流，將火山灰噴到200多干米高的空中。

珠穆朗瑪峰8848.86米

據(jù)統(tǒng)計(jì)，海底有超過2萬座火山，但絕大多數(shù)都是死火山。在深海中，海水的壓強(qiáng)是陸地上大氣壓強(qiáng)的上百倍，海底火山即使發(fā)生大規(guī)模爆發(fā)，也難以使熔巖到達(dá)海面。不過，處于淺水區(qū)的火山在爆發(fā)時(shí)就有可能在海面引起明顯的爆炸現(xiàn)象，掀起巨大的海浪。

火山爆發(fā)噴出的火山灰最高可以到達(dá)30干米的高空。

火山爆發(fā)有時(shí)會(huì)帶來火山閃電。在火山爆發(fā)形成的巨大煙流中，火山灰、巖石碎屑和冰晶相互碰撞摩擦，積累的電荷最后在短時(shí)間內(nèi)釋放，就形成了火山閃電。

在西班牙，一家名為“大魔王”的餐廳在火山口支起了烤架，利用火山的熱量制作獨(dú)特的“火山烤肉”。不過，顧客不需要擔(dān)心安全問題，因?yàn)檫@座火山處于休眠狀態(tài)。

罕見的“藍(lán)色熔巖”

歐洲最高的活火山一埃特納火山的山坡上生活著一群山羊，在火山爆發(fā)前幾個(gè)小時(shí)，它們忽然變得焦躁不安，并出現(xiàn)異常行為?？茖W(xué)家推測，山羊可能是嗅到了從地表裂縫排出的火山氣體的氣味。

印度尼西亞的卡瓦伊真火山會(huì)出現(xiàn)罕見的淡藍(lán)色火焰，就像是火山正在噴出藍(lán)色的熔巖。實(shí)際上，這并不是真正的熔巖，而是硫黃燃燒時(shí)產(chǎn)生的火焰?？ㄍ咭琳婊鹕降暮蛄繕O高，火山的熱量常常使地表的硫黃燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰。

海底火山

全世界約有3.5億人生活在火山附近的危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)。

科學(xué)家估計(jì)，地球上 80% 的火山爆發(fā)都發(fā)生在海洋中。

鉆石形成于高溫、高壓的環(huán)境，有時(shí)火山爆發(fā)也會(huì)將含有鉆石的巖石帶到地表。

火山爆發(fā)也有好處?；鹕交液胸S富的鐵、鎂、鉀、磷等元素，可以使土壤更肥沃，有利于農(nóng)作物的生長。

“大魔王”餐廳的廚師正在利用火山的熱氣烤制雞肉

從火山口流出的熔巖，在陡峭的斜坡上的流動(dòng)速度可達(dá)3米/秒。而在坡度較緩的地面上，熔巖流動(dòng)的速度通常不超過0.3米/秒。

地球上至少有1300座活火山，其中美國有165座，是世界上活火山最多的國家。

A1815年，坦博拉火山爆發(fā)，噴出的大量火山灰進(jìn)入大氣層，阻擋了太陽輻射，使地球表面溫度下降，導(dǎo)致次年北半球許多地區(qū)在夏天出現(xiàn)罕見低溫。因此，1816年被稱為“無夏之年”。

地球上哪里分布著火山

地球上主要有哪些火山？它們分布在什么位置？今天帶你一覽而盡。

1991年，菲律賓皮納圖博火山爆發(fā)。通過追蹤地震、異常氣體和山體膨脹，科學(xué)家預(yù)測了這次火山爆發(fā)，提前組織疏散，挽救了數(shù)萬人的生命。

也許你有疑問，為什么我們周圍很少看到火山？實(shí)際上，火山大多和地球表層的巖石圈運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)。巖石圈分為不同的板塊，板塊下方是高溫的液態(tài)物質(zhì)，使板塊緩慢地移動(dòng)。在板塊邊緣，它們與其他板塊發(fā)生擠壓和分離的地區(qū)，就容易形成火山。而中國大陸位于歐亞板塊內(nèi)部，離板塊邊緣較遠(yuǎn)，因此火山數(shù)量不多。

1.喀拉喀托火山

1883年，喀拉喀托火山爆發(fā)，引發(fā)了海浪高度超過10層樓的海嘯。由于噴發(fā)出大量物質(zhì)，在爆發(fā)結(jié)束后，喀拉喀托火山超過2/3下沉到海面以下。

公元79年，維蘇威火山爆發(fā)，大量的火山灰和浮石掩埋了古羅馬的一座繁榮城市—龐貝。1500多年后，這座被封存的城市重見天日，成為一處重要的古羅馬遺址。

3.尼亞穆拉吉拉火山

尼亞穆拉吉拉火山是非洲最活躍的火山之一。除了山頂，火山的側(cè)面也會(huì)噴發(fā)，

形成新的小型火山。

4.維蘇威火山

2.皮納圖博火山

5.埃亞菲亞德拉火山

埃亞菲亞德拉火山位于氣候嚴(yán)寒的冰島，大部分時(shí)間被冰川覆蓋。

6.敘恩茲努居爾火山

敘恩茲努居爾火山也位于冰島，在2023年爆發(fā)，巖漿從一條長約3.5干米的裂縫中涌出，形成一條明亮的橙色“火龍”。

7.富士山

富士山是一座活火山，經(jīng)常作為標(biāo)志性符號(hào)出現(xiàn)在與日本有關(guān)的藝術(shù)作品中。

8.冒納羅亞火山

冒納羅亞火山是地球上最大的活火山，算上海平面以下的高度，總高度超過了9000米，甚至超過了珠穆朗瑪峰！

9.圣海倫斯火山

圣海倫斯火山形成至今不到4萬年。1980年，圣海倫斯火山發(fā)生了一次VEI-5級(jí)的大爆發(fā)，這是美國歷史上最具破壞性的一次火山爆發(fā)。

10.黃石超級(jí)火山

200余萬年以來，黃石超級(jí)火山發(fā)生過3次大規(guī)模爆發(fā)，大約每60萬年爆發(fā)一次，而上一次爆發(fā)是在63萬年前一這意味著，這座火山或許已臨近爆發(fā)。

11.帕里庫廷火山

帕里庫廷火山于1942年首次爆發(fā)。在最開始爆發(fā)時(shí)，帕里庫廷火山的火山錐在一天內(nèi)長高了50米。

12.米斯蒂火山

米斯蒂火山緊鄰秘魯?shù)诙蟪鞘邪⒗谆?，離城市最近處僅12千米，是世界上最危險(xiǎn)的火山之一。米斯蒂火山在當(dāng)?shù)赜兄芭叵健钡姆Q號(hào)，常出現(xiàn)在藝術(shù)作品和神話傳說中。

火山學(xué)家的工作是什么

火山學(xué)家需要近距離觀測火山活動(dòng)，或者去全世界采集火山樣本，因而時(shí)常面臨危險(xiǎn)。

火山學(xué)家的工作有哪些

火山學(xué)家的主要工作是研究火山爆發(fā)的方式和原因，以及火山活動(dòng)對(duì)地球和人類的影響。

為了研究火山，火山學(xué)家需要前往世界各地，收集火山樣本和火山活動(dòng)的數(shù)據(jù)，然后在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行分析。一些火山學(xué)家常常實(shí)地造訪活火山，近距離觀察火山爆發(fā)，然后采集火山噴出物，例如火山灰、巖石碎屑等。

預(yù)測火山爆發(fā)和預(yù)測地震一樣，可以挽救許多生命。雖然目前還沒有預(yù)測火山爆發(fā)的準(zhǔn)確方法，但是火山學(xué)家可以評(píng)估火山爆發(fā)的潛在危害，制定有效的預(yù)防措施。

著名的火山學(xué)家

克拉夫特夫婦

卡蒂亞·克拉夫特和莫里斯·克拉夫特都是法國火山學(xué)家，也是一對(duì)夫婦。他們是第一批在活火山附近進(jìn)行觀測的火山學(xué)家，受到許多同行的尊敬。在25年的時(shí)間里，他們近距離拍攝、記錄火山，目睹了上百座火山的爆發(fā)。

1991年6月3日，日本九州島的云仙岳火山爆發(fā)，當(dāng)時(shí)附近有不少前來觀測的人。不幸的是，云仙岳噴出的火山碎屑流與人們預(yù)測的方向不同，威力強(qiáng)大的碎屑流瞬間掩埋了人群，導(dǎo)致43人死亡或失蹤。

克拉夫特夫婦也在這場災(zāi)難中喪生，但他們留下了數(shù)百小時(shí)的珍貴影像和上干張照片。美國導(dǎo)演薩拉·多薩從中提取素材，制作了一部記錄他們工作和生活的紀(jì)錄片《火山摯戀》，人們才得以了解這兩位火山學(xué)家的故事。

戴維·A.約翰斯頓

美國火山學(xué)家、圣海倫斯火山觀測隊(duì)的主要成員

圣海倫斯火山位于美國西北地區(qū)的斯卡梅尼亞縣，處于環(huán)太平洋火山帶。

1980年5月18日，圣海倫斯火山爆發(fā)，這是美國歷史上造成死傷人數(shù)最多、經(jīng)濟(jì)損失最大的一次火山爆發(fā)。

劉嘉麒

作為美國地質(zhì)調(diào)查局負(fù)責(zé)觀測圣海倫斯火山的成員之一，約翰斯頓當(dāng)天正在距離火山口約10 千米的觀測站值班。當(dāng)時(shí)，大家都認(rèn)為這個(gè)距離是安全的，約翰斯頓在當(dāng)天清晨的測量結(jié)果也沒有顯示圣海倫斯火山有爆發(fā)的跡象。但沒過多久，圣海倫斯火山突然爆發(fā)，火山灰云覆蓋了約翰斯頓所在的觀測站，他的遺體至今未被找到。

中國科學(xué)院院士、地質(zhì)學(xué)家，被人們親切地稱為“火山爺爺”

劉嘉麒從事地質(zhì)研究60余年，是我國火山學(xué)領(lǐng)域唯一的院士。他系統(tǒng)地研究了中國的火山，著有《中國火山》一書，全面闡述了中國火山的分布和地質(zhì)特征。

在大興安嶺、青藏高原等地區(qū)，他發(fā)現(xiàn)了20余座火山；在東北、海南等地區(qū)，他查證了活火山10余。他改變了人們以往認(rèn)為中國近代沒有火山活動(dòng)的觀點(diǎn)。

克拉夫特夫婦在尚未冷卻的熔巖上煎雞蛋