火山的形成是一系列物理化學(xué)過程。主要是地球內(nèi)部存在的大量的放射性物質(zhì),在自然狀態(tài)下衰變,產(chǎn)生大量的熱。這些熱無法散發(fā)到地面,溫度不斷升高,直至把巖石融化,形成地球內(nèi)部的高溫融化狀態(tài)。這些巖漿一旦沖破地殼噴出地面,就形成了火山。
有人認(rèn)為火山是巖石因壓力而融化,那巖漿噴出地面后,因壓力迅速降低,其溫度就不可能還那么高,而應(yīng)該是常溫或者比常溫低。如果是因壓力的原因?qū)е碌纳郎?,那?dāng)壓力不在增加后,其溫度也不會再上升,也就是說,在地球形成之初,溫度就不會再升高了。
從熱力學(xué)理論的角度進(jìn)行分析整個(gè)過程:壓縮時(shí),外界對冷媒做工,溫度升高;減壓時(shí),冷媒對外界做工,溫度必然降低。
所以說,火山應(yīng)該是放射性物質(zhì)衰變產(chǎn)生的熱使巖石融化形成的。
火山爆發(fā)是一種自然現(xiàn)象。原因是地球內(nèi)部的熔融物質(zhì)在壓力作用下噴出。地球內(nèi)部溫度和密度不均勻,在地幔內(nèi)部形成地幔對流或地幔柱。當(dāng)高溫物質(zhì)上升到地球淺部時(shí), 由于壓力減小而發(fā)生部分熔融。在外力作用下,這些熔融物質(zhì)匯聚在一起并在地球的淺部形成巖漿囊。當(dāng)巖漿囊的壓力大于地層的壓力時(shí),巖漿就會沿著斷層或薄弱的地方?jīng)_破地殼,造成火山爆發(fā)。
還有一種火山的成因是由于板塊相互作用,比如在板塊的俯沖帶或碰撞帶,由于摩擦形成了局部高溫,一些含水礦物的脫水也降低了巖石的熔點(diǎn),這時(shí)也會形成巖漿囊,從而引發(fā)火山活動。
火山帶即火山活動的地區(qū)。與地殼斷裂帶、新構(gòu)造運(yùn)動強(qiáng)烈?guī)Щ虬鍓K構(gòu)造邊緣軟弱帶有關(guān),常呈有規(guī)律的帶狀分布。世界上有4個(gè)主要火山帶,分別是環(huán)太平洋火山帶,地中?;鹕綆?,大西洋海嶺火山帶,東非火山帶。具體如下:
①環(huán)太平洋火山帶。有400余座活火山,其中厄瓜多爾的科托帕克希火山(5890米)是世界最高的活火山,阿根廷安第斯山脈的阿空加瓜火山世界火山帶(6940米)是世界最高的死火山;
②地中海火山帶。西起伊比利亞半島,向東經(jīng)喜馬拉雅山與環(huán)太平洋火山帶相接;
③大西洋海嶺火山帶。北起格陵蘭島,經(jīng)冰島、亞速爾群島至圣赫勒拿島,約有近60座活火山;
④東非火山帶。沿東非大斷裂帶分布,如著名的乞力馬扎羅火山(5895米)。
目前,我們把這種產(chǎn)生于上地幔和地殼深處,含揮發(fā)分的高溫粘稠的主要成分為硅酸鹽的熔融物質(zhì)稱之為巖漿。還有一種解釋為,巖漿是指地下熔融或部分熔融的巖石。當(dāng)巖漿噴出地表后,則被稱為熔巖。噴出地表的巖漿成為噴出巖;侵入地殼中的稱為侵入巖。
在地球的不同層圈內(nèi),可形成不同成分和物理化學(xué)性質(zhì)的巖漿,如超基性、基性巖漿形成在地下較深部,溫度較高,約為1000~1200℃;酸性、中性巖漿形成的部位相對較淺,溫度相對較低,約為700~1000℃。蘇聯(lián)學(xué)者列文松-列辛格認(rèn)為有兩種巖漿,它們分別為-花崗巖漿和玄武巖漿。里特曼則劃分出原生巖漿、次生巖漿或重熔巖漿、同熔巖漿、混染巖漿等。巖漿在地殼內(nèi)部具有很高的溫度和壓力,在構(gòu)造運(yùn)動或其他內(nèi)動力的影響下可以侵入地殼的軟弱部分或噴出地表,經(jīng)冷凝固結(jié)形成各種火成巖。
火山活動(Volcanic activity)是指與火山噴發(fā)有關(guān)的巖漿活動。它包括巖漿沖出地表、產(chǎn)生爆炸、流出熔巖、噴射氣體、散發(fā)熱量、析離出氣體、水分和噴發(fā)碎屑物質(zhì)等活動。
巖漿一般被認(rèn)為是地幔里的高溫的塑性物質(zhì)鉆到地殼里形成的。這種物質(zhì)溫度很高,至少在1000℃以上,本來在地幔里就應(yīng)該熔化了,但因那里壓力大,不能成為液體,而成為具有塑性的固態(tài)物質(zhì)。當(dāng)壓力減小它就會變成液態(tài)活躍起來。地殼中產(chǎn)生破裂的部位就是壓力較小的地方,巖漿總是在這里的地下出現(xiàn),并通過裂縫不斷侵入到地殼中的合適場所蓄積起來,成為火山噴發(fā)的物質(zhì)來源?;鹕交顒影◣r漿沖出地面,產(chǎn)生爆炸、流出熔巖、噴射氣體和碎屑物質(zhì)等活動,以及與此相伴隨的巖漿從地下向地面活動,發(fā)散熱量、析離出氣體、水分等活動。
最早的居民是波利尼西亞人,1778年后歐、亞移民陸續(xù)移來。1795年建夏威夷王國。1898年被美國吞并。1900年歸屬美國。1959年成為美國的第50個(gè)州。今居民以歐、美白人和日本人居多,其次是混血種人、菲律賓人和華人。
夏威夷州是美國唯一的群島州,由太平洋中部的132個(gè)島嶼組成。陸地面積為1.67萬平方千米。夏威夷屬于海島型氣候,終年有季風(fēng)調(diào)節(jié),每年溫度約在攝26℃-31℃。。那夏威夷為什么會有火山呢?
火山是一種常見的地貌形態(tài)。地殼之下100-150千米處,有一個(gè)“液態(tài)區(qū)”,區(qū)內(nèi)存在著高溫、高壓下含氣體揮發(fā)成份的熔融狀硅酸鹽物質(zhì),即巖漿。它一旦從地殼薄弱的地段沖出地表,就形成了火山。火山分為“活火山”、“死火山”和“休眠火山”?;鹕绞菬霟岬匦牡拇翱冢厍蛏献罹弑l(fā)性的力量,爆發(fā)時(shí)能噴出多種物質(zhì)。
休眠火山是指有史以來曾經(jīng)噴發(fā)過,但長期以來處于相對靜止?fàn)顟B(tài)的火山。此類火山都保存有完好的火山錐形態(tài),仍具有火山活動能力,或尚不能斷定其已喪失火山活動能力。如我國長白山天池,曾于1327年和1658年兩度噴發(fā),在此之前還有多次活動。目前雖然沒有噴發(fā)活動,但從山坡上一些深不可測的噴氣孔中不斷噴出高溫氣體,可見該火山目前正處于休眠狀態(tài)。
一般來說,只有活火山才會發(fā)生噴發(fā)。正在噴發(fā)和預(yù)期可能再次噴發(fā)的火山,當(dāng)然可稱為活火山。而那些休眠的火山,即使是活的但不是現(xiàn)在就要噴發(fā),而在將來可能再次噴發(fā)的火山也可稱為活火山。
泥火山是泥漿與氣體同時(shí)噴出地面后,堆積而成。其外型多為錐狀小丘或者是盆穴狀,丘的尖端部常有凹陷,并由此間斷地噴出泥漿與氣體。
泥火山的形成機(jī)制主要有地震爆發(fā)、深部沉積物的圈結(jié)狀態(tài)與氣體含量、斷層活動,以及人工鉆井等。
因此可以通過鉆探和觀察它與地震的關(guān)系來驗(yàn)證斷層對泥火山的控制,并依據(jù)其發(fā)育情況判斷斷層及其走向。
一般泥火山的噴發(fā)頻率與地震有著一定的內(nèi)在聯(lián)系:地震過后不久,往往會發(fā)生泥火山噴發(fā)。
有人認(rèn)為泥火山的形成主要與下列因素有關(guān):1)沉積速率大的沉積盆地;2)有多置伊利石化的粘土礦物,3)孔腺流體的膨脹;4)深部有富臺烴類的流體;5)有不遺水或低透水的上覆蓋層;6)鹽地沉積物受到橫向或垂向擠壓;7)地震活動。
高科技預(yù)報(bào)地震,地震預(yù)警的秘訣是什么?