宇宙与自然篇: 神奇的火山 -刘嘉麒

来源:http://www.prospettivedarte.com 作者:集团文学 人气:76 发布时间:2019-05-10
摘要:如果从宇宙空间看地球,那是一个极其美丽的蓝色球体。为什么是蓝色的呢?是因为地球上大部分地方是水。据水文学家计算,地球上共有14.5亿立方公里的水,其中地表水占95%,地下

  如果从宇宙空间看地球,那是一个极其美丽的蓝色球体。为什么是蓝色的呢?是因为地球上大部分地方是水。据水文学家计算,地球上共有14.5亿立方公里的水,其中地表水占95%,地下水占4%其他为大气中含水不过1%。地表水98%集中在海洋里,陆地水指河流、湖泊以及冰川的水,其中储水最多的是冰川。冰川的储水量比河流湖泊多100倍。

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  地球上这么多水是从哪里来的呢?有人看到天上下雨下雪,就以为水是从天上掉下来的,其实雨雪都是地面上的水汽蒸发到空中形成的,大气中的水汽遇冷便凝聚成水滴落下来,这就是雨。如雨滴在凝聚过程中,遇上摄氏零度以下的寒潮,落下来便是雪。雨水雪水与其说它是天上落下来的,还不如说它是地下升上去的。这决不是地球上水的来源。

  刘嘉麒:中国第四纪研究委员会主任,中国火山学会副理事长。中国科学院地质与地球物理研究所研究员

  近些年来,人们通过对地球内部构造和物质成分详细分析研究,证实地球上的水是从地球内部岩浆中分离挤压出来的。

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  火山喷发的时候,巨大的火柱冲向天空,高达上万米,甚至几万米,火柱扩散成乌云,弥漫天空,顿时日月无光,天昏地暗。这喷出的火柱是炽热的岩浆,而岩浆里面含着4~10%(平均7%)的水,这些水随着岩浆从地幔中冒出来当然只是水汽,冲向高空,冷聚凝缩落下来才是雨。因此火山喷发的时候,无不伴有倾盆大雨。根据现代火山活动的观测,火山喷出的气体,水气占了75%以上,数量之大,实在惊人。美国阿拉斯加州卡特迈火山区的万烟谷,有十万个喷气孔,每秒钟喷出的水气有23000立方米之多。又如1906年意大利维苏威火山喷发时喷发出来的水气柱高达13000米,持续了20多个小时。

  提起火山,大家都很熟悉,那就像地壳在爆炸,大地在轰鸣,它会给人类带来一些灾难,同时也可以给社会创造许多的财富。什么是火山?火山就是地下的岩浆喷到地表以后,有的喷到高空再落下来,有的从地面流出来,在喷出口附近,或者在它流动的渠道,冷凝后形成各种形态的堆积物。所以谈到火山,它总是跟岩浆有着密切关系。火山有各种形态,各种喷发方式,有活火山,有死火山,介于活火山和死火山之间,还有叫休眠火山的。

  由此推测,地球上的水,主要是从100公里以下的地幔中来的。不过, 30亿年以前地球表面温度极高,地壳上不可能有水,从地底下冲向高空的水,只能呈水气状态升腾飘浮在上空,又因地心引力的作用,它也不可能远离地球而去。随着水气的增加,乌云愈来愈多,愈积愈厚,阻碍了日光对地表的直接照射,地面的温度逐渐降低,岩浆便冷却下来,固化为地壳,地表温度下降到100℃以下,水气冷凝成水滴落到地面上来,当地表温度降到30℃左右,岩浆中喷出的水气99%冷凝成水滴落到地表上时,海洋也就形成了。

  另外还有一个泥火山,最著名的泥火山是美国的黄石公园。 地球上,不光在陆地上,在海洋里都有火山, 在其他星球上也有火山。那么我们中国有没有火山,有哪些火山?中国由于近五十年来,几乎没有火山喷发,所以很多人感觉中国好像没有火山似的,其实中国在历史上也是个多火山的国家,特别在东部地区。中国有没有活火山? 根据现在研究的情况,至少还有十来处火山是活火山。大家会问,为什么地球上会有这么多火山喷发?这是一个很大的科学问题, 现在还有些问题没有搞清楚。但是经过多年的研究,很重要一点就是由于板块运动造成的。地球上分了很多的板块,板块之间互相运动和互相作用,一个板块插到另一个板块下面,就在俯冲的地方温度增高, 把地壳下面的东西熔融了,以后随着压力和温度的增高,慢慢地这个岩浆就往上升,喷出地表。讲了这么多的火山,火山到底有什么用处和什么灾害?这是很重要的。

  对海洋形成的各种说法,随着科学技术的进步愈趋合理,但并不是最后的结论。美国恩格尔说过一段非常生动有趣的话,他说:“海很老,老得难以想象。不过地球本身比海洋还要老些。要概略地说明地球到底有多老,我们不妨拿地质年代和一年12个月的时间比比看。根据这个比较,假如我们说地球最初在1月形成,地壳最后于2月凝结,那么远古海洋,往早里说大概在3月产生,依据同一标准,我们可以说最初的生物在4月出现,最早的化石在5月形成,恐龙大约在12月中旬主宰一切,最早的灵长目动物在12月26日出现。而人的时代到了一年最后一周最后一天才告开始。事实上他真正脱离动物上升为人,还是第365天晚间9点43分发生的事情”。

  我认为,它给人类社会造成的好处大于它的害处,它的好处,第一个是它可以给人类创造一些土地资源,除了土地资源,就是矿产资源,所以火山喷出来的东西几乎都有用。还有就是很多的矿产跟火山喷发有关系,大家要是比较感兴趣的就是宝石了,有些宝石就是火山喷发出来的;再说一说火山灾害。世界上有十大自然灾害,其中就有火山,火山好像排在第六位,有记录的世界上最大的火山灾害是印度尼西亚的坦博拉火山喷发,这一次火山喷发使得九万二千人死亡。所以火山喷发造成的人员伤亡和财产损失是很严重的。 最后想谈一下火山怎么监测,怎么预防它。

  如果说地震灾害很厉害,而且到目前为止还不能很好地预测地震灾害,因为地震有两个参数,时间和空间都不定。火山基本上有一个参数,就是它的空间基本能定,一般很少在一个没有一点关系的地方冒出火山来,所以它的空间位置大致能定,但是时间没法定,通过观测可以对火山的活动和爆发做出比较科学的准确预测。

  《神奇的火山》 (全文)

  大家好,我今天给大家讲的是《神奇的火山》。提起火山,大家都很熟悉,那就是地壳像在爆炸,在轰鸣,它会给人类带来一些灾难,同时也可以给社会创造许多的财富。大家最熟悉的可能是意大利的火山喷发,公元79年的火山喷发把一个庞贝城埋在火山里头,一些市民死在水深火热之中,后来这个城市又被发掘了 。所以火山喷发会给人类带来很多灾难,同时也能给人类创造许多的财富,我今天就想在这方面给大家做个简单的介绍。

  什么是火山呢?火山就是地下的岩浆喷到地表以后,有的喷到高空再落下来,有的从地面流出来,在喷出口附近,或者在它流动的渠道,冷凝后形成各种形态的堆积物。但大部分火山是圆形,锥形,盾形。所以谈到火山,它总是跟岩浆有着密切关系,并且有一定的通道。19世纪西方有个著名火山学家叫乔治.斯克洛珀说过,假如卖牛奶的小女孩相信月亮是一个大奶酪,那么天文学家就会想象我们地球是个凝缩的星云,化学家就猜它是由铝和钾化合的球,矿物学家说它是个巨大的晶体,而动物学家说地球是个巨大的动物——一个有生命和热的物体,火山是它的鼻孔,岩浆是它的血液,地震是它的脉搏,这是对火山的一个比较形象的比喻。

  当初人类对火山认识有个过程。在西方,研究最早的是地中海沿岸国家,特别是意大利, 地中海有好多火山喷发,当时老百姓不知道火山是怎么回事,认为是一种神火,就以为是地下的火神在作怪,把它作为火神来看待。 而东方和西方对火山有着截然不同的认识。 我们中国,古代关于火山和地下焰火现象的一些记载,实际上不是火山喷发,大部分是地下的煤层自燃,或者是天然气自燃后冒出的火。由此看来,早年西方把真的火山当成了火神,我们把不是火山又当成了火山。

  这是真正的地球形态,地球现在就是这样。整个地球从本质上来说是岩浆形成的。岩浆有的是喷出了地表,有的没有喷出地表,喷出地表的岩浆就形成了火山,没有喷出地表是另一些岩浆岩。所以火山作用是一种很重要的地质作用,在地质作用当中,只有火山作用,从地球深部,也就是从地幔到地壳,一直到地球的表层,到大气圈,甚至说平流层也受火山作用的影响。所以火山喷发是自然界中一种非常重要的自然现象和地质作用。

  在实际生活当中,或者在一些资料上,我们会看到很多各种形态的火山。火山的形态与喷发的方式有关系,而喷发的方式又与岩浆的成分和所处的地质背景有关,也就是说看它在什么样一个地质条件下喷发的,喷发的方式不一样,最后形成的火山形态也不一样。

  下边就看看有哪些岩浆成分。 地下的岩浆主要是由硅、铝化合物形成的,它的主要成分就是二氧化硅、三氧化二铝这些成分,当然还有很多种成分了。由于硅的含量不一样,通常在学术上分成酸性的,中性的和基性的岩浆。 二氧化硅含量高,酸性就强;二氧化硅含量低,基性就比较强。 二氧化硅含量的多少决定着岩浆的粘稠度,二氧化硅一多,岩浆就特别粘,粘就不容易流动,它把一些气体都裹在里边,一旦爆发,爆发力就特别强;要是二氧化硅含得少,里面含其他金属,铁、镁、钙这些金属含量比较多的时候,岩浆就比较稀,流动性就比较强, 爆发力就不强了,从而决定了好多不同类型的火山喷发。 火山喷发的方式大部分是中心式,还有裂隙式。中心式就是中间有一个火山口,从火山口喷发,这样的火山喷发通常比较强烈,有时称爆发,最后形成火山的那样形态,若多次喷发就形成复合型火山;还有的是火山锥不很明显,火山口却比较明显,就像现在看到的。

  火山喷发除了中心式 ,还有裂隙式,就是地球表面上有裂缝,像这个就是 一个裂缝,岩浆从这里冒出来了,形成一条火线,有时候看上去很漂亮,岩浆沿着裂缝流出来,就像钢水从炼钢炉里放出来,红彤彤的。如果看火山喷发, 在晚上看特别壮观,那是火海,像火的海洋一样。 其实在自然界很多作用是很复杂的,也有中心式和裂隙式相结合的,你看这个,沿着这条线是一个裂隙式喷发;在这条线当中,又一点一点的,它又是中心式的,这就是把中心式喷发和裂隙式喷发结合到一起了。那么有的岩浆刚刚拱出地面,就是像我刚才说的那样基性的,二氧化硅含量比较低的,它拱出来就形成盾状火山,这就是基性岩浆喷发了,这种岩浆流动性非常强,整个就成了一个岩浆的海洋。 在夏威夷考察时候,晚上看特别壮观,就是这种情况。

  火山有各种形态,各种喷发方式,有活火山,有死火山,介于活火山和死火山之间,还有叫休眠火山的,也就是说这个火山是活火山,但是最近它没有喷发,处在一种比较静止的状态,可是静止状态并不等于它不活动,只是没有喷发就是了,所以有的时候就把它叫休眠火山。对于活火山各国对它辨别的标志不完全一样,火山多的国家,比如像印度尼西亚、日本这些国家,它们有的时候把两千年以来喷发过的火山称为活火山,但是从全球对活火山考虑的话,大致在一万年以来还有过一次喷发的这种火山,都可以列入活火山范畴里头。我们国家,在座的可能也觉得,好像没听说哪儿有火山喷发,其实就是新中国成立以后也还有过喷发,比如1951年在昆仑山就有过喷发,但是那儿是无人区,四千八百多米多高的地方没人去,当时是修青藏铁路的工人听到了声音,看到喷发的状态,后来新疆日报报道了此事。后来我们去考察 那儿确实有一群火山在那里。所以活火山就是在可预见的未来,还能喷发的火山,或者在过去的几百年、几千年、甚至一万年以来,有过喷发的火山都算活火山。

  那么死火山就是在可预见的未来,不可能有喷发活动的这种火山,或者在过去很长的时间里,它也没有喷发过,这样的火山就称为死火山了。那么处在中间静止状态的,就称为休眠火山。

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