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能快速把附近海域加热到100°,海底火山爆发到底有多危险?

日期:2023-4-80 次浏览

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1952年,日本一辆水文考察船在东京以南225海里的水域考察,然而考察团不知道的是,死神已经悄悄地接近了他们,海底火山爆发了。

海底火山的爆发,危险程度比陆地火山爆发更严重,这是因为在陆地表面,火山在爆发之前会有地质活动发生,而且火山口会不断喷发出蒸汽以及火山灰,人们可以根据这些特征来判断火山爆发的时间,并及时撤离当地。

但是在海底,尤其是深海区域,由于海水的阻隔,使得人们很难发现海底火山的爆发,而一旦察觉出海底火山喷发时,往往已经在劫难逃。

日本的这辆考察船很快就被火山喷射物所吞没,整个小船瞬间消失得无影无踪,直到很多年后船只的残骸才被人们找到。

海底火山

海底火山的爆发,和板块运动有关。

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海底火山的危险不在于能将附近海域的海水加热到100℃,而是火山爆发能量巨大,通常伴随着地震等危害严重的灾难,有可能导致海啸等异常灾害,使沿海居民损失惨重。

火山爆发是地球造陆形式的一种,在如今全球地质活动相对稳定的情况下,沿海火山的活动有助于增加陆地的面积,比较典型的就是美国的火奴鲁鲁也就是夏威夷群岛,周边有很多活火山,喷发的岩浆遇到冰冷的海水迅速凝结成火山岩玄武岩,能缓慢地增加陆地的面积。海底火山的爆发也有相似的效果,据研究冰岛就是坐落于一座庞大的火山活动遗迹之上。海底由于(深度超过200米就没有光照)缺乏光照,海水的温度很低,主要靠月球和太阳形成的潮汐作用引发的海水和海底岩石的摩擦获得热量,因此深海的海水温度很低,大约只有4℃左右,炽热的岩浆遇到冰冷的海水结果就是迅速地凝结,造成海底地形的迅速变化。

所谓的海底火山,形成的主要机理有两个:其一,分布于大陆的碰撞挤压的区域,这些区域地质活动更活跃,分布着一些岩浆通道;其二,海洋从存在说明地壳的厚度不均匀,海水深几千米,本来就更接近地壳之下的岩浆分布区域。火山的活动正是由于地球内部的压力挤压,使得岩浆沿着地壳的薄弱处向地面喷发的过程,所以大陆碰撞挤压的区域、海底都分布着很多的活火山,海底活火山在不喷发的时候,还会引发海水倒灌,倒灌的海水,深入地下炽热的环境,因为压力温度极高,海水会变成超临界状态,这是一种介于液态和气态之间的特殊形态,既能携带大量的能量,也会迅速地向周围的海水扩散。

但由于深海海水的冰冷,隔热效果相当明显,这些热泉周围即便是只隔一两公分,温度也不高,由于携带着丰富的化合物,成为化能自养菌的能量来源。分布于海滨的火山也是如此,高温并不能直接伤害周围的生物,还是的体量和温度会使岩浆迅速地降温凝固。真正的危险主要在于火山喷发时携带的能量,可能伴随着强烈的地震引发海啸,火山灰喷发的高度也相当高,可能将一些海洋生物直接震死,极少数生物是因为火山爆发的高温死亡。火山爆发还会使很多有毒物质进入海水,有毒物质还会随海水扩散,也可能威胁着海洋生物。

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海底火山可不止能将海水加热到100℃,某些热泉可以达到450℃,而火山爆发的威力不在于岩浆的流淌,而在于积攒大量能量之后的迅速喷发,可以搅动海水甚至造成海啸。

海底存在着很多活火山,主要是位于板块的碰撞挤压区域,这些区域通常也是地壳较为薄弱的区域,加上海洋对于地壳的侵蚀,海底地壳的厚度还要比陆地更小,陆地地壳的平均厚度平均约为39- 41千米,山脉处更厚,盆地和海洋相对较薄,海洋板块地壳甚至只有几公里厚。而地球内部的压力十分庞大,于是在地壳的薄弱地带,岩浆会喷发形成火山,而且地壳活动也使板块上有很多的裂缝。

海水可以通过裂缝渗入地球内部,因为地球内部的压力温度更高,海水在地壳深处会被加热,压力庞大水的沸点也升高,极端情况下可以形成介于液体和气态之间的超临界水,这时水的液化速率和汽化速率相当,水成为超临界状态,在压力的挤压下既有相当的动能,还有很好的溶解性,可以带出地球内部的大量物质,围绕着海底“黑烟囱”也就是海底火山,可以形成以化能自养菌为基础的生物群落。

这些缓慢喷发的火山并没有什么危险,相反能为地球生物圈提供一定的养分,夏威夷、日本等国,也有一些缓慢流淌岩浆的火山,岩浆遇海水冷却,也使得夏威夷和日本某些岛屿面积不断增加,由于水是热的不良导体,所以海底火山喷口外数公分海水的温度就和其他地方没有多大差异,尤其是几千米海底,温度只有三两摄氏度,海底火山也不能瞬间将流动的海水全部加热。

而有一些猛烈喷发的火山,一般是经过了很久的能量累积。这个其实也可以想象,一般火山都是间歇性的火山,持续喷发的大型火山并不是很多,火山停止喷发后,通道的岩浆会凝固,需要靠地下岩浆涌动和庞大的地球内部压力将岩浆再次喷发而出,就需要相当强烈的地质运动,所以火山喷发都伴随着一定范围内的地震,而火山灰能被冲击到数公里高的高空,飘散在大气中对大气也有很大影响。而喷发过程中的地震等还可能造成海啸等极端事件。