火山喷发是指火山从地面下经由一个通道,将气体、碎屑或岩浆喷出地表的过程。通常包括三个阶段:岩浆形成及初步上升、进入岩浆库(岩浆的储存处)及喷发。
火山喷发
一些火山学家认为,一座火山的喷发可以分为:
(1)喷发脉波:一次持续数秒至数分钟的喷发。
(2)喷发阶段:一次强烈的喷发脉波又引起了数次的喷发脉波。
(3)一次喷发:由数个喷发阶段组成,持续时间由数天到数年不等,而史密森学会的另一种分法,是以每两次喷发之间的静止期间来界定一次完整的喷发。两次喷发之间的间隔若超过3个月,那这两次喷发就分属于两次不同的喷发。
火山喷发条件:一个地方能否形成火山主要在于是否具备以下条件:
(1)部分熔融体的形成,必须有较高的地热(自身积累的或外边界条件产生的),或隆起减压过程,或脱水而减低固相线。
(2)岩浆在地壳中的富集,或岩浆囊形成的位置与中性浮力面的深度有关,而中性浮力面的深度又与地壳流变学间断面有关。
(3)岩浆囊中的物理化学过程,主要是结晶体、挥发物与流体的份额与相互作用,岩浆喷发起着促使、或抑制作用。地壳岩浆囊的存在起着拦截、改造地幔升上的岩浆的作用。它也是形成爆炸式火山喷发的重要条件。
(4)岩浆囊的存在对岩浆通道的形成有促进作用,而构造活动产生的引张应力场是形成岩浆通道的主要原因。
(5)岩浆离开岩浆囊后的上升受到压力梯度与浮力的双重驱动。
火山的活跃程度可以大致分为三种:活火山(地底岩浆库存在且正在活动)、休火山(地底岩浆库存在但暂不活动,也称睡火山)及死火山(地底岩浆库已不存在,已无任何活动)。火山学家目前对如何界定以上三种火山尚无结论。因为火山的活跃周期非常不固定,短至数天,长至数百万年。而且有些火山只有非爆发性的活动,例如地震、气体溢散等。(www.xing528.com)
火山的喷发类型是帮火山分类的其中一种方式,这会影响火山的形状。1908年,阿尔弗莱德·拉克鲁瓦将火山的喷发分为四种类型:夏威夷式、史冲包连式、伏尔坎宁式及培雷式。而后学者又增加两类:冰岛式(Icelandic,或称苏特塞式)及普林尼式。以上六种喷发形式为现今之分类方式,这些分类皆以其代表火山命名。但这仍不是最完善的分类方式,实际调查显示,一座火山即使以某一种类型为主,并不代表它不会出现其他种类的喷发。
(1)夏威夷式火山的喷发物为大量基性熔岩流,岩浆黏度小,流动性大,故爆裂较少。熔岩通常从火山口和山腰裂隙溢出,气体释放量不定。由于喷发时岩浆受到压力作用,到达地表时会形成熔岩喷泉。夏威夷式喷发通常会形成火红的“熔岩河”,熔岩往往是多次溢流,而且有许多裂隙作为通道。最后通常形成平坦的熔岩穹丘。1942年夏威夷的冒纳罗亚火山(MaunaLoa)的爆发为此种火山之范例。该种火山的喷发,可大略分为三个阶段:①熔岩喷出期:第一阶段,共持续数小时,熔岩流堆积形成薄层的熔岩流或低丘。②熔岩漫流期:火山口中仍陆续有熔岩流出,使熔岩层及低丘继续加厚。③喷气期:只有气体出现,数量亦锐减。火山喷发已接近尾声。
(2)史冲包连式的喷发是以意大利的史冲包连火山(史汤玻利火山)为范本。其喷发特征为炽热的熔岩“喷泉”,其熔岩的黏性比夏威夷式要大,喷发时通常伴随着白色蒸气云。熔岩流厚而短,组成为玄武岩与安山岩。此种火山不断喷出红热的火山渣、火山砾和火山弹,爆炸较为温和。大部分的火山碎屑又落回火口,再次被喷出,其他的落到火山锥形成的坡上并滚下山坡。
意大利的史冲包连火山类型的喷发基本上不会有人员伤亡,但会造成农田村庄的损坏及财产损失。
(3)伏尔坎宁式的喷发是以意大利的伏尔坎宁火山为范本。这种形式的火山喷发出的熔岩,较史冲包连式火山的熔岩黏度更大,喷发更为猛烈。不喷发时,熔岩在岩浆库的出口处堆积,形成厚重的凝结外壳,气体会在其下聚集。当气体的压力增大到某个极限时,会发生猛烈的爆炸(有时足以摧毁一部分火山锥)。这个爆炸使阻塞物被炸开,一些碎片和熔岩组成的火山弹和火山渣会被喷出。同时会伴随含火山灰的“花椰菜状”喷发云,这种乌云在黑夜中非常黑暗。当火山口的“阻塞物”都被喷出后,就会有熔岩流从火山口或火山锥侧缘的裂隙中涌出。
(4)培雷式喷发的范本是西印度群岛马丁尼克岛的培雷火山,在1902年的喷发。培雷式喷发的岩浆黏度很高,爆炸特别强烈。明显的特征为炽热的火山碎屑流,一种温度非常高的气体,夹杂大量的碎屑及岩石,沿着山坡向下移动,产生类似台风的破坏。
(5)普林尼式喷发是目前已知最猛烈的喷发形态。尽管与培雷式喷发有些类似,但它们是不同的。普林尼式喷发有两个最主要的特征,一是非常强烈的气体喷发(产生数十千米高的烟柱),二是喷发会伴随大量浮石的生成。普林尼式喷发的岩浆黏度非常高,火山碎屑物通常占总喷出物的90%以上。喷出物以浮石、火山灰为主,分布区域广大。喷发烟柱因重力牵引下降时形成大规模的火山碎屑流,仅喷出极少量的熔岩。由于爆发强烈及物质大量抛出,常形成锥顶崩塌的破火山口。“普林尼式喷发”这个名字是为了纪念古罗马的老普林尼。此种喷发的范本是公元79年维苏威火山的爆发,这次爆发使庞贝被埋在平均7米厚的浮石层之下。1980年5月18日美国圣海伦火山的爆发也是普林尼式。
(6)冰岛式喷发的火山通常是位于浅海中的火山。其玄武岩岩浆与海水接触,产生水蒸气爆炸,散布大量火山灰。冰岛式喷发可归类为水火山式喷发的一种。
玄武岩泛流喷发的岩浆沿一个巨大的裂隙或裂隙群上升,喷出地表。岩浆以玄武岩为主,通常形成熔岩高原。因为玄武岩岩浆之流动性大,且熔岩喷出量大,少有爆发的情况。此种喷发在地形平坦处看似洪水泛滥,到处流溢、分布面积广,因而得名。
超级火山:巨型火山几乎无岩浆的爆炸性喷发,火山碎屑占总喷出物的75%~100%。通常形成巨大的破火山口。此种喷发产生的大量碎屑物质可能影响全球的气候变迁,会造成大量财物损失及伤亡。黄石国家公园的破火山口即是一例。
气体喷发:喷出物只有气体,完全不含其他物质。目前已知会进行气体喷发的只有非洲的三个湖泊,1986年喀麦隆尼欧斯湖的喷发是一个典型的例子。
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