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,滚烫的岩浆如幕布般从地下涌出。在24小时内,喷发区域就凝聚成了一个小火山锥,流动性强、速度极快的岩浆源源不断地汇入逐渐变硬的熔岩舌中。

人们立刻徒步前往现场,随后的那个周末充满了惊奇与欢乐。大家聚集在缓缓移动的熔岩舌周围,感受着炽热的温度,听着火山玻璃发出的噼啪声。徒步旅行者坐在附近的山丘上,烤着热狗,摆好姿势自拍。这就是法格拉达尔火山(Fagradalsfjall),正是因为这种特定类型的温和喷发方式,才让它成了一处安全的游览胜地。

在公元79年的秋天,在那片后来被称为意大利的那个那不勒斯湾沿岸,大地在冲天的火山灰和火焰中轰然炸裂,炽热的气体流和熔岩喷射进周围的山谷。海啸冲击着附近的海岸。在24小时内,整座整座的城市就被超过20米(65英尺)深的粉碎性、沸腾的浮石和熔岩碎片所掩埋。


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

维苏威火山笼罩在庞贝古城的废墟之上,无声地提醒着人们爆发式火山喷发那毁灭性的力量。

然而在这场喷发中,人们被恐惧所笼罩,为了生存而狂奔。数千人因席卷该地区的快速移动、超高温气体和岩石而丧生。这就是维苏威火山的喷发,它已成为西方文明中最出名的事件之一。与法格拉达尔火山不同,这次火山喷发极其危险,因为它代表了另一种截然相反、惊心动魄的喷发风格。

那么,这两种主要的火山喷发形式究竟是什么呢?

当听到“火山”这个词时,不管你脑海中浮现的是混乱且极具破坏力的喀拉喀托火山,还是更加平静、令人陶醉的基拉韦厄火山,它们都展现了火山喷发的极端可能性。虽然地球上几乎每座火山都有自己独特的喷发风格,而且这些风格会随着火山的演变而改变,但让我们来看看火山喷发类型的两种极端情况:


溢流式喷发

这些“较温和”的喷发发生在岩浆平稳、持续地流出火山,而不是发生爆炸时。岩浆的粘度通常较低(即呈自流状态,流动性较强),这使得气体很容易从岩浆中逸出,而不会积聚压力。


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

埃特纳火山一次典型的溢流式喷发,低粘度的熔岩平稳地在地面上流淌,而没有发生爆炸。

这就像一条条缓慢移动的熔岩河流,能在地表上流淌,正如在基拉韦厄火山(夏威夷)和松德努库尔(冰岛)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,它们通常不那么突然,也更容易预测。它们还会向大气中释放大量的气体。

爆发式喷发

这些“更具观赏性”的喷发发生在粘稠(即黏稠、有粘性)的岩浆将气体困在地下时,导致压力不断积聚,直到猛烈释放。当喷发发生时,它会在短短几秒钟内将火山灰、岩石和气体冲上高空。这些喷发要危险且难以预测得多,就像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。它们能重塑整个地形,并影响到火山本身以外的广阔区域和气候。

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发出火山灰和蒸汽,展现了爆发式火山活动那令人震撼的力量。

当然,许多火山在其一生中都会随着岩浆化学成分、水分饱和度或地下火山通道的变化,同时表现出溢流式和爆发式喷发。有时,比如939年冰岛埃尔德查火山喷发,两者甚至会同时发生。

气体的作用:溢流式与爆发式喷发的核心关键

每次喷发的核心,都是困在岩浆中的气体。地底深处的岩浆含有溶解的气体,就像密封饮料中被困住的气泡。如果岩浆稀薄且流动性强,这些气体就会在岩浆上升时轻易逸出,一点点释放压力,让熔岩缓缓流出。但如果岩浆黏稠,气体就会被困住,随着时间的推移不断积聚压力。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,气体逸出的难易程度,往往决定了一座火山是静静流淌,还是轰然爆炸。


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.

冰岛艾雅法拉火山发生爆发式喷发,将火山灰柱送入大气中——这是富含气体的岩浆如何制造出威力巨大、影响深远的喷发的一个实例。

一个生动的日常联想能帮我们更好地理解这一点。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,一旦打开,就会猛烈爆发,液体四处飞溅。而溢流式喷发,则更像把蜂蜜从罐子里倒出来。没有被困住的压力,只有平稳、可控的流动,并慢慢向外扩散。这些简单的对比抓住了相同的核心原理:当气体容易逸出时,喷发是温和平静的;当它被困住时,就会变得极具爆发力。

(请注意,在这个美味的类比中,香槟是低粘度的薄液体,而蜂蜜是高粘度的厚流体,这与这些喷发中岩浆的特征正好相反;即溢流式喷发的岩浆和熔岩较稀,爆发式喷发的岩浆和熔岩较稠。)


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

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本文由地质学家 Jessica Poteet 撰写。欢迎收听在熔岩学院播客中对她的采访。

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