在冰岛Fagradalsfjall,夜晚的喷发中,明亮的橙色熔岩流过黑色的火山地貌。

火山

火山喷发类型:平缓喷发与爆炸喷发解析


了解溢流式喷发与爆发式喷发的区别,以及岩浆类型如何决定火山的行为

2021年春天,在冰岛西南部的一个山谷里,大地裂开了一道口子,滚烫的熔岩如幕帷般自地下涌出。在短短24小时内,喷发区域便凝聚成一个精巧的火山锥,而那些流动性极强、流速极快的熔岩河流,则不断汇入正在凝固的熔岩舌中。

人们纷纷徒步前往一探究竟,随后的那个周末充满了惊奇与欢乐。大家围在缓缓移动的熔岩舌旁,感受着扑面而来的热浪,听着火山玻璃冷却时发出的噼啪声。徒步旅行者们坐在附近的山丘上,烤着热狗,摆好姿势自拍。这就是法格拉达尔火山(Fagradalsfjall),正是因为这种相对温和、平静的喷发方式,才让它成为了一个安全的游览胜地。

而在公元79年的秋天,在后来成为意大利的那片土地上,那不勒斯湾畔的大地在一声巨响中炸开,巨大的灰烬和火焰直冲云霄,炽热的气体流和熔岩涌入周围的山谷,海啸猛烈冲击着附近的海岸。24小时之内,整座城市就被超过20米(65英尺)厚、滚烫且被粉碎的浮石和熔岩碎片彻底掩埋。


Mount Vesuvius rising behind the ancient ruins of Pompeii, illustrating the site destroyed by a powerful explosive volcanic eruption in 79 AD.

维苏威火山耸立在庞贝古城的废墟之上,时刻警示着人们:爆发式火山喷发具有多么毁灭性的力量。

然而在这一次喷发中,人们却被恐惧所笼罩,为了生存四处奔逃。成千上万的人在席卷该地区的炽热火山灰气体和岩石中丧生。这就是著名的维苏威火山喷发,它已成为西方文明史上最知名的事件之一。与法格拉达尔火山不同,这次火山喷发极具破坏性,代表了另一种截然相反且惊心动魄的喷发风格。

那么,这两种主要的火山喷发类型究竟是什么呢?

无论听到“火山”二字时,你脑海中浮现的是混乱、破坏力极强的喀拉喀托火山,还是更加平静、令人着迷的基拉韦厄火山,它们都展现了火山喷发的两极可能。虽然地球上几乎每座火山都有自己独特的喷发方式,而且这些方式会随着火山的演变而改变,但让我们来看看火山喷发最典型的两种表现形式:


溢流式喷发(Effusive eruptions)

这种“较温和”的喷发发生时,熔岩会平稳、持续地从火山中流出,而不是发生猛烈爆炸。这里的岩浆通常黏度较低(即比较稀、流动性较强),这使得气体很容易从岩浆中排出,而不会积聚起巨大的压力。


Glowing lava flowing steadily from Mount Etna during an effusive eruption, with molten rock moving slowly between dark volcanic formations.

埃特纳火山(Mount Etna)典型的溢流式喷发,低黏度的熔岩平稳地流过大地,没有发生剧烈爆炸。

这形成了缓缓流动的熔岩河,并蔓延穿过整片土地,就像在夏威夷的基拉韦厄火山(Kīlauea)和冰岛的松德努库尔(Sundhnúkur)所看到的那样。虽然它们仍会造成破坏,但与爆发式喷发相比,通常不那么突然,也更容易预测。同时,它们也会向大气中释放大量的气体。

爆发式喷发(Explosive eruptions)

这种“更震撼”的喷发发生时,黏稠(即又厚又粘)的岩浆将气体困在地下,导致压力不断积聚,直到最后以极具破坏性的方式释放出来。喷发发生时,它可以在短短几秒钟内将火山灰、岩石和气体喷射到高空。这类喷发要危险得多,也更加难以预测,比如著名的圣海伦斯火山(美国)和喀拉喀托火山(印度尼西亚)的喷发。它们可以彻底改变整片地貌,并对火山以外很远的地区和气候产生深远影响。

Dense column of ash and steam rising from Cotopaxi volcano in Ecuador during an explosive eruption, with dark clouds billowing into the sky.

在2015至2016年喷发期间,厄瓜多尔的科托帕希火山喷出火山灰和蒸汽,展示了爆发式火山活动震撼人心的威力。

当然,许多火山在漫长的生命周期中会同时展现出溢流式和爆发式喷发,这取决于岩浆化学成分、水分饱和度或地下火山通道的变化。有时,比如在939年冰岛埃尔德加(Eldgjá)火山喷发中,这两种现象甚至会同时发生。

气体的关键作用:决定溢流与爆发的核心因素

每次喷发的核心,都在于困在岩浆中的气体。深埋地下的岩浆含有溶解的气体,就像密封饮料里的气泡一样。如果岩浆稀薄且流动性好,这些气体在上升时就能轻易排出,一点点释放压力,让熔岩温和地流出。但如果岩浆黏稠,气体就会被困住,随着时间的推移压力不断积聚。最终,当压力大到无法承受时,就会在一次强烈的爆发式喷发中瞬间释放。简单来说,气体排出的难易程度,往往决定了火山是温柔流淌还是猛烈爆发。


Large ash plume rising high into the sky from Eyjafjallajökull volcano in Iceland during an explosive eruption, with thick clouds of ash spreading above the landscape.

冰岛埃亚菲亚德拉冰盖火山发生爆发式喷发,将火山灰柱送入大气层——这是一个富含气体的岩浆如何制造出威力巨大、波及范围极广的喷发的典型例子。

用日常生活中好玩的事情来打个比方。爆发式喷发就像打开一瓶摇晃过的香槟;在瓶塞打开之前,压力无处可去,一旦开启便会猛烈喷涌,水花四溅。而溢流式喷发则更像从罐子里倒蜂蜜。没有被困住的压力,只有平稳、受控的缓缓流动,向外蔓延。这些简单的对比展现了同样的道理:当气体容易排出时,喷发是平静的;当气体被困住时,喷发就会变得极具爆发性。

(请注意,在这个美味的比喻中,香槟的黏度较低,而蜂蜜的黏度较高,这与这些喷发中岩浆的特性刚好相反:溢流式喷发对应的是稀薄的岩浆和熔岩,爆发式喷发对应的是较黏稠的岩浆和熔岩。)


Molten lava being poured indoors at Lava Show, glowing bright orange as it flows and splashes onto a dark surface.

真实的炽热熔岩在熔岩秀(Lava Show)中倾泻而下,让观众可以在安全、受控的环境中近距离一睹流淌熔岩的震撼。

关于火山喷发的常见问题

火山喷发的两种主要类型是什么?

火山喷发大致分为两种典型风格:溢流式和爆发式。溢流式喷发产生流动的熔岩,而爆发式喷发则会剧烈释放火山灰、碎岩石和火山气体。

什么是溢流式喷发?

溢流式喷发发生在流动性较强的岩浆到达地表时,熔岩会平稳地流过大地。由于火山气体更容易从稀薄的岩浆中排出,因此地底下积聚的压力较小。

什么是爆发式喷发?

当气体被困在黏稠的岩浆中时,就会发生爆发式喷发。压力不断积聚,直到以剧烈的方式释放,可能会将火山灰、岩石和气体喷射到高空中。

溢流式和爆发式喷发的主要区别是什么?

主要区别在于火山气体从岩浆中排出的难易程度。当气体逐渐排出时,喷发往往更温和、呈现溢流式;当气体被困住、压力积聚时,喷发就会变得具有爆发性。

岩浆黏度如何影响火山喷发?

黏度是指岩浆流动的难易程度。低黏度岩浆稀薄且流动性好,气体更容易排出;高黏度岩浆黏稠,更容易困住气体并积聚压力。

是什么导致岩浆具有不同的黏度?

岩浆的黏度受其化学成分、温度和晶体含量的影响。温度高、二氧化硅含量低的岩浆通常流动性更好,而温度较低、含有更多二氧化硅或晶体的岩浆则往往更黏稠。

溢流式喷发安全吗?

与爆发式喷发相比,溢流式喷发通常不那么突然且更容易预测,但它们并非毫无风险。熔岩流可能会摧毁房屋和基础设施,而火山气体和瞬息万变的环境也可能带来严重危害。游览时请务必遵守当地官方的指引。

爆发式喷发更危险吗?

爆发式喷发可能极其危险,因为它们会产生火山灰云、落石以及快速移动的超高温气体和火山碎屑流。它们的影响范围可延伸到火山之外很远的地方,甚至会干扰航空或影响气候。

有哪些溢流式喷发的例子?

2021年冰岛法格拉达尔火山的喷发以及近期松德努库尔的喷发都是典型的溢流式火山活动。夏威夷的基拉韦厄火山和埃特纳火山的部分喷发也会产生流动的熔岩。

有哪些爆发式喷发的例子?

著名的例子包括公元79年维苏威火山的喷发、1980年圣海伦斯火山的喷发以及1883年喀拉喀托火山的灾难性喷发。冰岛2010年埃亚菲亚德拉冰盖火山的喷发也产生了范围极广的火山灰云。

同一座火山会同时产生溢流式和爆发式喷发吗?

是的。随着岩浆化学成分、气体含量、与水分的相互作用以及地下通道的演变,火山的喷发风格会发生改变。有些喷发甚至会同时展现出溢流和爆发活动。

水或冰会让喷发更具爆发性吗?

是的。当岩浆遇到水或冰时,水会迅速转化为蒸汽,从而成倍增加喷发的爆发力。这种相互作用在冰岛尤为显著,因为那里有几座火山正隐藏在冰川之下。

为什么2021年法格拉达尔火山喷发没有那么强烈的爆发性?

那次喷发涉及的岩浆流动性较好,火山气体得以顺利排出,没有积聚起巨大的压力。因此它产生的是熔岩喷泉和熔岩河,而不是高耸且具毁灭性的爆炸。

溢流式喷发会释放火山气体吗?

是的。溢流式喷发会释放大量的气体,包括二氧化硫。即使熔岩本身移动缓慢,这些气体的排放也可能会降低空气质量并带来安全隐患。

在冰岛能看到真实的滚烫熔岩吗?

是的。在雷克雅未克和维克(Vík)的熔岩秀(Lava Show)中,游客可以在安全受控的环境中,近距离观看仅在数米之外流淌的真实滚烫熔岩。您可以感受它的滚滚热浪,听它冷却时发出的噼啪声,并亲眼见证它的神奇蜕变。

亲身体验真实的滚烫熔岩

从温柔流淌的熔岩到威力惊人的爆发,冰岛火山的喷发方式千变万化。在熔岩秀(Lava Show),您可以在安全受控的环境中,亲眼目睹最迷人的火山奇观之一——真实的熔岩在距离您仅几米远的地方流淌。感受那炽热的温度,聆听熔岩在冷却时发出的噼啪声,更深地领略这股不断塑造冰岛的神奇自然力量。

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本文由地质学家杰西卡·波蒂特(Jessica Poteet)撰写。欢迎收听在熔岩学院播客中对她的专访。

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