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火山奇观(二)
  发布时间:2016-04-06

火山是怎样活动的

 

  在人们的印象中,火山似乎总是突然爆发,因而来不及提防,以致损失惨重。像加勒比海中马提尼克岛上的培利火山,自1856年爆发以后,46年没有活动,火山口变成了晶莹美丽的蓝色湖泊,不时有人前往观赏。谁知到了1902年5月8日上午7点30分左右,这个火山突然爆发了。喷出的烟云沿火山的南坡滚滚而下,向马提尼克当时的首府圣佩耳城冲去。这些烟云温度很高,达到摄氏七八百度,里面还有许多有毒的气体,因而全城近3万居民,除了一个关在地下密室中的囚犯外,全部被夺去了生命。烟云冲到海里,海水沸腾起来,停泊在海上的18艘船,有17艘被毁灭,只有一艘因检疫关系没有进港,侥幸逃脱,但是船上的人大部分还是遇难了。这个巨大的破坏活动来得十分迅速,十分猛烈,仅仅几分钟,原来热热闹闹的城市就变成了堆满死尸的废墟。

 

  火山爆发果真是很突然的吗?

  不,不是的。就拿培利火山这次爆发来说吧。在爆发前3个月中,就已经陆续出现了许多奇怪的现象。比如,岛上的银器不知怎么变黑了,人们嗅到了难闻的硫磺气味,家畜变得不安和难以控制,大地也多次震动,在4月25日那天更有浓烟从培利山上升起。可惜人们没有把这些现象和火山将要大爆发联系起来。倒是有些动物很敏感,那些经常在培利山上出没的野兽不见了,平时在山麓大量出现的蛇溜走了,连鸟儿也不肯再在靠近培利山的树木上停留,有些动物甚至在大街上倒毙了。

  这一切和火山爆发有什么联系呢?难道不会是一种偶然的巧合吗?

 不,这不是一种巧合,而是有它内在的联系的。在火山爆发以前,岩浆早就在地下大量聚集,并且向地表迫近。这时岩浆中的气体和水蒸气有一部分先行飘散出来。培利火山喷出的气体中,有硫磺的蒸气和许多含硫的气体,因此,人们嗅到了难闻的气味。硫和银化合能生成黑色的硫化银,所以银器的表面变黑了。临近大爆发的时刻,飘散出来的气体和水蒸气更多。看起来就好像冒烟了。由于这些气体有的是有毒的,同时,岩浆温度很高,它在地下聚集的时候,使那里表土的温度升高,这些都会使那些敏感的动物不能适应,因而它们就溜走了。有的抵抗力弱的动物还会因中毒而死亡。

  这样说来,动物岂不是比人更能预先知道火山的爆发吗?

  不能这样说,虽然我们的感觉器官有的不如某些动物灵敏。但是,我们会劳动,会制造工具,可以用精密的仪表来进行观测,这是动物生理上的敏感比不上的。比如,我们可以将特制的温度计放到地下去,测量土地温度的变化;可以经常采取空气样品,来化验分析它的成分。我们还造出了一种能敏锐地察觉重力变化的仪器,收集岩浆是不是在地下大量聚集的情报。如果地下的岩浆增多,那里的重力就会加大。在火山爆发前地下常发出的响声,也可以用科学仪器探测出来。

 只要我们对火山进行长期的科学的观察,就会发现它的爆发并不是突然的,甚至是有可能预测的。不过,人们从前缺少这样的观察,对火山爆发的预兆也没

有充分的认识。所以,对于火山的爆发便感到突然了。

 

 

  那么,现在对于火山的爆发是不是一点也不感到突然了呢?

  也还不是。由于很多条件的限制,今天还只有少数的火山有人经常监视它们的动向,对许多火山爆发前的种种情况还缺乏周密的调查。所以,大多数火山的爆发仍然使人感到有些突然。

    岩浆在地下经过长期聚集,终于突破地壳的封锁,冲了出来。火山爆发了。

  这时大地震动,山呼海啸,烟云蔽日,烈焰飞天,有时还会带来雷电交加,暴雨倾盆。在一阵猛烈爆发以后,熔岩从火山口里滔滔流出,好像一条条火龙在地上奔腾。有的时候,熔岩特别黏稠,堵塞在喷发的通道里,岩浆不易冲出,在地下越聚越多,产生的压力也越来越大,终于冲开出路,把堵塞物炸成碎屑,飞上天去。所以常常是通道堵得越紧,爆炸也就越猛。培利火山就是这样一座火山。所以在1856年的爆发中没有熔岩在地上流布。19O2年涌出了一些熔岩,也因为太黏了,没有沿山坡下流,而是聚集在火山口内不断升高,最高时达到300多米,直径大约有100米,像一座高大的纪念碑矗立在山顶。

培利火山的爆发,在火山活动史上并不是最猛烈的一次。1883年8月,喀拉喀托火山的爆发,规模还要大得多。

  喀拉喀托火山位于爪哇和苏门答腊间的海峡中。这里原来有一座古老的火山,已经残缺不全,剩下的部分露出水面,成为几个环形分布的小岛。后来在其中最大的一个岛上诞生了一座新的火山,这就是喀拉喀托火山。1680年,这座火山曾经活动过,以后大约200年间,一直平静无事。到1877年,频繁的地震打破了这里的平静。1883年5月20日开始了喷烟吐火的活动。同年8月26日到28日之间,活动的强烈程度达到了顶点:惊天动地的爆炸将这个岛屿2/3的面积炸成一个深约300多米的大坑;爆炸的声音几千千米以外都能听到;细微的火山灰喷上几万米的高空,远涉重洋,环游世界,在大气中悬浮了很久,以致当旭日东升或夕阳西下的时候,出现了一种特别瑰丽的霞光。爆炸引起了大地震动。在远离喀拉喀托火山160千米的雅加达,许多墙壁和窗玻璃震裂了。爆炸还引起了大气的波动,全世界的气压表都记下了气压的急剧变化。爆炸对海水的影响也很剧烈。大量海水向爆炸所形成的大坑中涌去,激起了阵阵狂涛,波浪高达30多米。它不仅冲击着爪哇、苏门答腊等岛屿的滨海地区,洗劫了许多村镇,使大约36000人死亡,而且滚滚传播,波及了地球上所有的大洋。

  事后对这座火山进行调查,发现在火山颈内还残存着一些特别黏的熔岩。看来岩浆是在地下被逼得无路可走,才以雷霆万钧之力炸出一条通道的。阿拉斯加的卡特迈火山1912年6月6日的爆发也十分剧烈,火山的整个山顶都被炸掉了。

  假使火山喷发的通道堵塞得不那么严紧,爆发起来就不会这样剧烈,甚至没有爆炸产生。不过,它们的活动往往比较频繁。

在地中海中,有一座非常有趣的斯特朗博利火山。它每小时喷发两三次,至少已持续了2000年以上。这座火山是从海底堆起来的,构成了一个锥形的岛。因为这里没有发生过猛烈的爆炸,山峰还保留着比较完整的锥形,人们也可以登上山去窥测火山口。在实际调查以后,发现火山口像一个深深的杯子,里面经常充填着许多半流动状的赤热的熔岩。这些熔岩没有将通道堵死,在火山口内有几个小的喷发孔轮番地喷出气体、水蒸气和熔岩。那些气体、水蒸气喷出的时候,就像吹玻璃似地使熔岩膨胀涌起,终于破裂,因此,爆炸不强烈,抛起的大量熔岩、碎属也只是像雨点似地落下来,没有太大的威力。由于气体和水蒸气得到排泄,火山口内暂时缓和下来。等它们再次聚集以后,又产生新的爆发。这样,我们就看到了频繁的周期性的火山活动。

  到了夜间,每当斯特朗博利火山爆发的时候,山顶上便闪耀出一阵阵红光,周围160千米以内的海面上都看得见,因此它得到了“地中海上的灯塔”这个美名。

  拉丁美洲萨尔瓦多海岸上也有一座类似的灯塔——伊察科火山。自1770年2月23日开始活动以来,它一直是每小时喷发几次,到1957年才停止。

地球上能够成为天然灯塔的火山并不是很多的。但是爆发不太强烈,活动比较频繁的火山却不止一座。

 

   喷发而不爆炸的火山在今天的地球上比较少,只有夏威夷和冰岛的火山具有这种特性。

 

  夏威夷群岛在太平洋的中央。这些岛屿都是火山喷出的熔岩堆起来的,最大的一个岛是夏威夷岛。岛上现在还有两座活火山,一座叫洛阿火山,海拔4168米;一座叫基劳埃阿火山。海拔1247米。两座火山互相连接,基劳埃阿火山就像在洛阿火山山腰上一样。这是一块比较平坦的地方,好像山腰的一个阶梯,看不见锥形的山峰。在人们眼前的火山口,是一个充满了赤热熔岩的火湖。一到火山喷发的时候,“湖水”就涨了起来,漫上湖岸,向低处奔流,形成熔岩瀑布、熔岩河流。这里的熔岩流速很高,每小时可达二三十千米。由于火山喷发的通道堵塞不严,极少发生爆炸,因而也没有碎屑物质喷起。人们看到的只是像喷泉一般涌出的熔岩。这里的熔岩之多,十分惊人。基劳埃阿火山喷出的熔岩曾经形成了长约50千米、平均宽度大约2500米的巨流。1868年,夏威夷群岛上的火山流出的熔岩,体积达到16.7亿立方米。如从海底算起,熔岩构成的夏威夷岛高达9000多米。

但是,现在冰岛上的火山喷出的熔岩,规模比夏威夷岛上的还要大。1783年,这里的拉基火山喷发,流出的熔岩达到129亿立方米以上,掩盖了565平方千米的

面积。

 

 

  为什么拉基火山喷出的熔岩的规模能有这样大呢?

原来我们前面谈到的种种火山活动,都是岩浆经过管状的通道从地下冲出来的,称为中心式喷发。而拉基火山的喷发,却是岩浆沿着一条长达三四十千米的裂隙溢出,称为裂隙式喷发。长长的裂隙当然要比管状的孔道更便于岩浆冲出地面,所以流出的熔岩很多,流布的面积也很广。

 

    在今天的地球上,只有冰岛还有裂隙式喷发出现。但是,在地球历史上,这种类型的火山活动却是很多的。我国东北长白山一带,内蒙中部,福建、浙江两省,四川、云南、贵州交界处,都有过这种喷发,留下了大片熔岩凝结成的岩石。长白山一带,这些岩石分布的面积达到4万平方千米左右,可以想见当时火山活动规模的巨大了。不过,这还不是最大的。在地球历史上,熔岩流布的面积有达到几十万平方千米以上的。这种地区有好几处,印度的德干高原就是一个由熔岩构成的台地,面积达到六十几万平方千米。这样大的规模,显然不是中心式喷发所能形成的。今天的火山活动和地球历史上的火山活动有相同的地方,但不是历史的重演。自然界的事物是不断发展变化的,火山的活动也是这样。

 

  猛烈的爆发过去了,熔岩也停止流出,大地恢复了平静。但是,不少火山仍然余波未平,继续产生影响,出现许多新的奇迹。

1912年阿拉斯加卡特迈火山大爆发后,那里出现了一个奇异的万烟谷。几百万股气流从地下不住地喷出,温度很高,可以把锅子放在上面做饭。这些气流大部

分是水蒸气,升空以后凝成了云雾。

 

 

  喷烟是好些火山猛烈爆发后遗留下来的现象。墨西哥首都东南有座波波加德帕特尔火山,顶上已经盖上了白雪,仍然经常为水蒸气和硫磺蒸气形成的云雾所笼罩。新西兰北岛上的塔拉威拉火山在1886年爆发后,长期有烟云在火山口内盘旋,七八十千米以内的地方都看得见。

火山爆发以后喷出的烟中,已经没有碎屑物质了,主要是水蒸气和其他各种气体。要是水蒸气多,就形成烟雾;水蒸气少,不一定能看见冒烟的现象。但是,因为还有气体从地下喷出,有时会形成一些别的看起来很奇怪的现象。日本的越中立山和三瓶山中有的地方,鸟儿在那里停留就会死亡。原来,那里的地下有

大量喷出二氧化碳的孔隙,二氧化碳多了,氧气缺乏,鸟儿不免要窒息而死。

    在对许多火山遗留的喷气孔进行调查以后,人们还发现,喷出什么气体,与它们的温度大有关系。当温度很高的时候,氯气和氯化物的蒸气就比较多;在温度大约摄氏一二百度的时候,含硫的气体占重要的地位;而到了低于100℃的时候,二氧化碳又成为主要的成分。这些气体的成分和温度的变化,可以帮助我们预测火山的活动。要是它们的温度逐渐升高,这就表明火山有复活的趋势。反过来,就表明它们的活动能力在逐渐减弱。

 

  温泉从地下涌出,是火山活动以后更为常见的现象。地球上的温泉很多,不一定都与火山活动有关。但是,不久以前有过或者现在还有火山活动的地区,温泉特别多,也常常比较热,这显然是受了火山活动的影响。

  在火山爆发的时候,大量岩浆冲出了地面,也有不少岩浆留存在地下。这些残余的岩浆像个大火炉一样,把附近的地下水烘热了。岩浆中的水蒸气凝结成热水,流入地下水中,也能使地下水的温度升高,当这些地下水涌出地面的时候,就出现了温泉。云南西部温泉很多,就与那里有过火山活动有关。白头山也找到了温泉,就在天池下面约900米的地方,水的温度达到70℃以上。许多火山地区都有温泉。冰岛这个国家,火山很多,温泉也特别多。那里的人们广泛引用温泉来取暖,使首都雷克雅未克成了世界上第一个暖气化的城市。

  岩浆在地下不仅能将水加热,有时还能使它达到沸腾的程度,形成大量水蒸气,体积膨胀,产生压力。这时,如果泉水涌出地面的通道细长狭窄,并且被温度较低的水堵住,水蒸气就会越聚越多,压力越来越大,终于到了堵塞不住的程度,于是就像火山爆发似地喷了出来。这样,堵塞在通道中的水便会凌空而起,形成一股高达几十米的水柱,霎时热雾弥漫,水沫飞舞,极为壮观。

在大量水蒸气喷出以后,地下的压力减轻了,泉水恢复常态,等到水蒸气聚集多了,就再一次喷起。因此,这些天然的喷泉总是间隔一定的时间喷发一次,很

有规律。

 

 

  在冰岛、新西兰、堪察加等现在还有火山活动的地区,这种间歇喷泉是很多的;在某些从前有过火山活动的地区,像我国的西藏、美国的黄石公园,这种间歇喷泉也不少。

岩浆在地下的冷却是很慢的。同时,在火山停止喷发以后,它还有可能在地下继续活动。因此,火山活动的余波可以延续很久。在100万年,甚至几千万年以前有过火山活动的地区,温泉也很多,就是这个道理。