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火山——地球的痤疮  

2010-05-19 19:13:22|  分类: 杂七杂八 |  标签: |举报 |字号 订阅

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火山——地球的痤疮 - 司古 - 司古的博客

19949月喷发的俄罗斯勘察加半岛科留切夫斯科伊火山

在我们居住的这个星球表面,就像青春期的少年一样,分布着不少“痤疮”,地质学家们把它们称作火山。在地壳表面之下100150公里处,有一个液态区,那里充斥了高温高压的熔融状硅酸盐物质,也就是岩浆。这些沸腾的岩浆常常会从地壳薄弱的地方冲出地表,就形成了火山。

火山的喷发有多种类型,有水下喷发、高硅性岩浆爆炸状喷发、低硅性岩浆流淌状喷发、碎屑流状喷发等等。这些火山活动都会给人类造成巨大的灾难,公元前79年意大利维苏威火山的一次剧烈喷发,导致了古城庞培的灭亡。除了火山活动本身,地震、热泉、汽喷泉、泥浆潭和间歇泉等,都常常伴随着火山活动出现。

在火山的喷发物中,有大量气体和固体。气体喷发物中以水蒸气含量最高,其次为二氧化碳和二氧化硫,此外还有硫化氢、氯化氢和氟化氢等气体。固体喷发物种,会有块状的轻石和岩石,以及大量火山灰。火山灰会随着各种气体,被喷到1632公里高的空中,形成壮观的火山喷发云柱。火山灰和火山气体会随风散布到很远的地方。这些火山物质会遮住阳光,导致当地气温下降。此外,它们还会滤掉某些波长的光线,使得太阳和月亮看起来就像蒙上一层光晕,或是泛着诡异的色彩,形成奇特的自然景观。火山爆发喷出的大量火山灰和暴雨结合形成泥石流能冲毁道路、桥梁,淹没附近的乡村和城市。

在火山的气态喷发物质中,对人类影响最大的当属二氧化硫,在高温以及水汽作用下,很容易转变成硫酸盐,进而迅速在大气中聚集,形成硫酸盐悬浮颗粒。密集的硫酸盐颗粒团,会增加地球大气的反光率,将阳光反射回太空,进而降低地球大气底部或者说对流层的温度,与此同时,硫酸盐悬浮颗粒还会吸收地球表面散发的热量,升高了平流层的温度。研究人员发现,过去一个世纪,每次大规模火山喷发甚至可以使得地球局部表面温度在13年内大幅降低,这可能对农作物的生产构成影响,有些科学家怀疑正是秘鲁埃纳普蒂纳火山的喷发造成了1601-1603年间俄国的大饥荒。

有些学者猜测,今天印尼苏门答腊岛上的多峇湖山在70000年前的一次剧烈喷发很可能造成过“火山之冬”,按照一些人类学家和考古学家的推测,那次火山喷发造成了全球性效应,导致当时大部分人类的死亡,人口数量的锐减进而影响到了现代人的遗传特征。

1815年,坦博拉火山的大规模喷发也造成了全球气候异常,在北美和欧洲形成了“无夏之年”。整个北半球粮食作物大面积减产,大批家畜死亡,直接导致了19世纪最为严重的饥荒之一。科学家怀疑,导致北欧大范围可怕饥荒的1740-1741年严冬,其肇始根源可能仍然是火山喷发。历史学界还有人提出,正是火山活动造成了奥陶纪末、二叠—三叠纪和晚泥盆纪的大量生物灭绝。其他地质年代的某些生物灭绝也可能是火山所为。过去5亿年来规模最大,也是形成西伯利亚盆地的那次火山爆发,一直持续了将近100万年,科学家们认为这次火山喷发很可能是导致约两亿五千万年前生物大灭绝的原因——据估计那次灭绝中地球上的物种消失了90%

喷发到高空的火山灰能给航空造成大麻烦——冰岛火山喷发最近就成了一个鲜明的例子。各种飞机尤其是喷气式飞机,极易受到火山灰的影响,火山灰会被发动机吸入,在高温下融化,即使当时没有造成停车等故障,等到这些熔融物随着飞机降落而固化,那么航空发动机部件很可能也就被“焊接”了。

在硫酸盐悬浮颗粒的表面,还会发生复杂的化学反应,使大气中的氯气和氮气发生变化,最终会生成一氧化氯,会损坏大气臭氧层。随着硫酸盐悬浮颗粒的增多和聚集,它们会下降到对流层的上部,在那里聚集水汽成为卷云,进一步影响地球的热平衡。

火山喷发气体是自然条件下酸雨形成的主要原因。喷发气体中大部分氯化氢和氢氟酸会溶解在喷发烟云中的水汽中,很快会随降雨落向地面,这便是酸雨。火山灰也会从平流层中落下,大部分会在几天乃至数周内落下。火山活动每年会排放大约1.4-2.5亿吨温室气体二氧化碳,为整个地球生化循环提供更多的碳。

当然,火山喷发也不全是造成灾难,火山喷发出的岩石在风化过程中,能给土壤提供养分,这些肥沃的土壤有助于植物和作物的生长。海底火山喷发出的岩浆遇到水冷却固化后,还能形成新的岛屿。

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