一说火山,大家可能都会想到岩浆浓烟直冲天空的场景。但你知道吗?其实地球上也有大量火山藏在海底。
但是大家都知道,火遇水则灭,海底火山喷发起来到底是什么样子呢?为啥不会被海水浇灭呢?
海底火山是如何形成的?
大家都知道,我们所属的地壳不是一个整体,而是分为六大板块。同时,这六大板块也不是静止不动的。
每个板块之间不断碰撞、摩擦,边界处的岩石受到挤压逐渐融化为岩浆,这些岩浆一般位于地壳深处100~150千米的地方,岩浆的温度一般在900-1200℃之间,最高可达1400℃,就像刚刚出炉的钢水。
岩浆密度小于周围岩石,受到地球内部热量的驱动发生热对流现象,就会逐渐向上运动,到达海底表面时,就会选择突破口爆发,也就是海底火山喷发。而这个地壳的薄弱带一般就是板块之间的交界处。
由于喷发口周围是无尽的海水,岩浆在到达水面后逐渐冷却凝固形成熔岩,熔岩会慢慢堆积,最终形成一个独特的海底火山。
起初的海底火山隐没于水下,但是随着板块的不断挤压,岩溶的不断喷发,火山口会越堆积越高,数十万年后,沧海桑田,火山口露出海面最终形成了火山岛。而在板块挤压后又分离的地区,又会形成新的岩浆,填补空缺,形成裂谷或海洋中脊。
虽然岩浆会从火山口喷发,但它们不会一直喷。但是根据记录不难发现,火山被人为分成两类,即死火山和活火山。
死火山是指在人类有记录以来就没喷发过的火山,而活火山是指近期没有活动的休眠火山和周期性喷发的火山。但要注意的是,火山的喷发行为没有规律可循,死火山也有再喷发的可能。
据统计,全世界共有海底火山约2万多座,其中活火山近70座,占全世界活火山数量的1/8,而太平洋是地球上火山最多、最密集的地方, 全球90%的地震、81%的大地震以及75%的火山喷发都发生在环太平洋带。
海底火山的喷发海底火山与陆地火山原理相同,却不像陆地火山那样自由,因为喷发口周围是无尽的水和压力,海底火山喷发的景象很少被人亲眼目睹,但是海底火山一旦喷发可能会带来极端的自然灾害。
人们根据强烈程度将火山喷发分为8个等级,每增加1级,喷发物的流量增加10倍,8级火山喷发最大流量为1000立方千米,相当于地球末日。
2022年,被称为21世纪以来最强的汤加火山喷发,其强度估测为5~6级,据说火山灰高度达2.2个珠峰海拔,所释放的能量相当于1000颗广岛原子弹爆炸。
火山为啥不会被海水浇灭?
这里我们就要先弄清一个概念,火山喷出的“火”和我们认知的明火区别很大。
我们一般常见的火,是要氧气作为助燃剂的。用水灭火,就相当于将燃烧物与空气隔绝,同时利用水蒸气带走热量,降低温度。
而火山喷的岩浆,是一种高温流体,与火截然不同,其产生是地底高压导致,本身不需要空气,自然不能用海水将其熄灭。
但是海水的降温作用还是明显的,如果火山喷发强度不足,岩浆缓慢涌出,海水很快就会将其冷却,而且海水的压力,也能抑制火山爆炸。
随着深度的增加,海水的压力会变得越来越大。也就是说,海底火山位置越深,海水对火山喷发的阻挡效果会越好。
但如果火山强度足够大,这一切就变了,岩浆和浓烟迅速喷出时,岩浆的高温可以瞬间气化海水,岩浆和海水之间形成一层蒸汽膜,蒸汽薄膜会阻挡热量流失,同时带动岩浆不停翻滚,减缓岩溶凝固,最终在海平面以上发生剧烈喷发。
当大量的海水涌入火山口时不但不能冷却岩浆,甚至会起到反作用,引发更剧烈的爆炸。海水与高温岩浆结合会产生大量蒸汽,加大火山压力,进而冲破更多火山裂缝,更多的岩浆与更大范围的海水接触,引发连锁爆炸反应,专家分析汤加火山威力如此大可能就是因此导致。
直到今天,许多海底火山喷发,人们根本探测不到,尽管海底山崩地裂,声势惊人,但是在海面却看不到丝毫波澜。
因为当海洋的深度超过2200米,深海水压超过了海水的临界压力,即大于218个大气压,此时海水受到加热也无法沸腾,没有沸腾的声音,人类无法探测到深海的情况。
由于海水的强大压力,阻止了火山气体及浓烟的形成,因此在海平面没有任何波动。而很多人熟知的汤加火山是发生在海水较浅、水压较低的地带,大量的水蒸气和熔岩瞬间喷出水面,剧烈的爆炸在数百里开外也清晰可闻。
不少人突发奇想,能不能用海水将海底火山的岩浆全部凝固,彻底封死火山呢?
这样的想法很美好,但是却无法实现,因为地球的地壳运动不停,岩溶会源源不断运动,行星级别的能量,不是几层岩浆就能封住的。
即使封住了这个火山口,只要板块运动不停,迟早会有新的突破口,还是会形成新的火山。
海底火山的危害
海底火山的喷发,最先波及的自然是周围海洋生物,沸腾的海水彻底破坏了原有的生态环境。同时,岩浆中携带有毒的硫化物,还会导致水质恶化。
而大量火山灰遮天蔽日,使得附近区域的植物晒不到太阳,逐渐枯萎死亡。
人类也不能幸免。大量海洋生物死亡,对海洋渔业资源是毁灭性打击;火山喷发所释放的物质与大气作用后会形成酸雨,造成粮食减产,海底火山喷发还可能引发地震,引起海啸,给沿海地区带来巨大的灾害……
海底火山喷发还会释放出大量的二氧化碳、甲烷等温室气体,可能导致气候变化和海平面上升等气候问题。
1815年,印尼坦博拉火山喷发烈度达到7级,创下了历史记录,释放的能量相当于广岛原子弹的6.2万倍,喷射出的火山灰高度达到45公里。
导致全球气温下降了0.53℃左右,全球粮食减产,被称全人类的无夏之年,危害程度与“核冬天”无异。
1980年美国圣海伦火山喷发,产生了约100万吨二氧化硫,造成第二年全球平均温度下降约0.01℃。1991年菲律宾皮纳图博火山喷发,产生约2000万吨二氧化硫,最终造成全球平均气温降低0.5℃
为了减少火山喷发的破坏,人们积极尝试监测火山,比如布设地震传感器、利用机器人靠近火山采集数据、抓取海底声音的高频宽带水听器、利用无人机监测火山上空气体等。
虽然也取得了不少成绩,但是火山系统还是过于复杂,监测难度依旧很大,在神秘的大自然面前,人类的力量还是太过渺小。