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


了解熔岩喷溢和爆发性火山喷发之间的区别,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中,大地裂开了一道口子,岩浆如幕布般从地下涌出。在24小时内,喷发区域缩减成一个微小的火山锥,流速极快、稀薄的岩浆溪流汇入了正在变硬的熔岩舌中。

人们立刻徒步前往现场,随后的周末充满了惊奇和喜悦。大家聚集在缓慢移动的熔岩舌周围,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,多亏了它属于温和的喷溢型喷发,人们才得以安全地近距离观赏。

公元79年的秋天,在那不勒斯湾沿岸(即后来的意大利),大地在冲天的火山灰和火焰中引爆,炽热的气体流和熔岩喷射到周围的山谷中。海啸冲击着附近的海岸。在24小时内,整座城市就被超过20米(65英尺)厚、粉碎且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.

维苏威火山耸立在庞贝古城的废墟之上,无声地提醒着人们爆发性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,为了生存四处逃命。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。这就是著名的维苏威火山喷发,已成为西方文明中最著名的事件之一。与法格拉达尔火山不同,这次火山喷发极不安全,因为它代表了另一种截然相反、充满戏剧性的喷发风格。

但这两大类主要的火山喷发类型是什么呢?

无论您听到“火山”这个词时,脑海中浮现的是混乱且极具毁灭性的喀拉喀托火山,还是较为温和、令人着迷的基拉韦厄火山,它们都展示了火山喷发的两个极端情况。虽然地球上几乎每座火山都有自己独特的喷发风格,而且这些风格随着火山的演变也会发生变化,但让我们来看看火山喷发类型的两种极端情况:


喷溢型喷发

这些“较温和”的喷发发生在岩浆平稳且持续地从火山流出,而不是发生爆炸。岩浆通常黏度较低(即较稀、流动性更强),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.

埃特纳火山一次经典的喷溢型喷发,低黏度的熔岩平稳地流过大地,没有发生爆炸。

这形成了缓慢移动的熔岩河,可以穿过整片土地,就像在基拉韦厄火山(夏威夷)和松德努库尔(冰岛)看到的那样。虽然它们仍能造成破坏,但通常比爆发性喷发更温和、更易预测。它们还可能向大气中释放大量的气体。

爆发型喷发

这些“更狂烈”的喷发发生在黏稠(即厚重、粘性大)的岩浆将气体困在地下时,导致压力不断增加,直到剧烈释放。当喷发发生时,它可以在短短几秒钟内将火山灰、岩石和气体冲上高空。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。它们可以重塑整个地形,并影响到火山本身以外的更远区域和气候。

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

在2015-2016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,展现了爆发性火山活动那震撼人心的力量。

当然,许多火山在其一生的过程中,随着岩浆化学性质、水饱和度或地下火山通道的演变,都会同时展现出喷溢和爆发两种喷发形式。有时,就像939年冰岛埃尔德查火山喷发那样,这两种情况甚至会同时发生。

气体的作用:喷溢与爆发性喷发的关键因素

每一次火山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,很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松逸出,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,随着时间的推移不断积累压力。最终,压力变得太大,会在一次强烈的爆发性喷发中瞬间释放出来。简单来说,气体逸出的难易程度,往往决定了火山是温和流淌还是猛烈爆炸。


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.

冰岛艾雅法拉火山爆发性喷发,将火山灰柱送入大气中——这是一个富含气体的岩浆如何产生强大且影响深远喷发的实例。

一个有趣的、贴近日常饮食的比喻可以帮我们更好地理解这一点。爆发性喷发就像打开一瓶摇晃过的香槟;在密封被打破之前,压力无处可去,然后猛烈地喷涌而出,液体四溅。另一方面,喷溢型喷发更像是从罐子里倒蜂蜜。没有被困住的压力,只有平稳、受控的流动向外蔓延。这些简单的对比展现了相同的底层原理:当气体容易逸出时,喷发是温和的;当气体被困住时,喷发就会变得猛烈。

(请注意,在这个美味的比喻中,香槟是低黏度/稀液体,而蜂蜜是高黏度/黏稠液体,这与这些喷发中岩浆的特征正好相反;即喷溢型喷发拥有较稀的岩浆和熔岩,而爆发性喷发拥有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.

在熔岩秀(Lava Show)现场,真实的熔岩缓缓流淌,让您在安全、受控的环境中,极其罕见地近距离观赏流动熔岩。

关于火山喷发的常见问题

火山喷发主要分为两大类:喷溢式和爆烈式。喷溢式喷发会带来缓缓流淌的岩浆,而爆烈式喷发则会猛烈地释放出火山灰、碎石和火山气体,场面惊心动魄。

当气体被困在粘稠的岩浆中时,就会发生爆发性喷发。压力不断积聚,直到猛烈释放,可能会将火山灰、岩石和气体送入高空。

最主要的区别在于火山气体有多容易从岩浆中释放出来。当气体缓缓流出时,喷发通常比较温和;而当气体被困住、压力不断积聚时,就会引发震撼的爆发性喷发。

“黏稠度”决定了岩浆流动的难易程度。低黏稠度的岩浆又稀又软,里面的气体很容易散失;而高黏稠度的岩浆则又稠又黏,极易把气体和压力牢牢锁在里面。

岩浆的黏稠度取决于它的化学成分、温度和晶体含量。通常,温度高、二氧化硅含量低的岩浆流动性更强;而温度较低、含有更多二氧化硅或晶体的岩浆则会更加黏稠。

与剧烈的喷发相比,熔岩溢流通常不那么突然,也更容易预测,但它们绝非没有风险。流动的熔岩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险。请务必听从当地官方的指引。

火山爆发可能会非常危险!它们会带来遮天蔽日的火山灰、落石,还有极速流动的超高温气体和火山碎屑。这些影响甚至会波及到很远的地方,不仅会干扰航班出行,甚至还会改变气候。

冰岛法格拉达尔火山(Fagradalsfjall)在2021年的喷发,以及近期辛德努克(Sundhnúkur)的喷发,都是典型的温和熔岩喷发。夏威夷的基拉韦厄火山(Kīlauea)和埃特纳火山(Mount Etna)的部分喷发,也会流出壮观的熔岩流。

著名的例子包括公元 79 年维苏威火山的爆发、1980 年圣海伦斯火山的喷发,以及 1883 年喀拉喀托火山的毁灭性爆发。冰岛 2010 年埃亚菲亚德拉冰盖火山的喷发,也曾制造出遮天蔽日的壮观火山灰云。

是的,火山的喷发方式是会改变的。随着岩浆成分、气体含量、与水的相互作用以及地下熔岩通道的变化,喷发方式也会随之不同。有些火山甚至会同时展现出温和的熔岩流和剧烈的爆发。

是的。当岩浆遇到水或冰时,水会迅速转化为蒸汽,从而大大增加火山爆发的威力。这种相互作用在冰岛尤为常见,因为那里的好几座火山都深藏在壮丽的冰川之下。

这次喷发伴随着流动性较强的岩浆,让火山气体得以释放,没有积聚起巨大的压力。因此,它形成的是壮丽的熔岩喷泉和缓缓流淌的熔岩河,而不是具有毁灭性的冲天大爆炸。

是的。溢流式喷发会释放大量气体,包括二氧化硫。即使熔岩流速很慢,这些有害气体也会降低空气质量,带来安全隐患。

是的!在雷克雅未克的熔岩秀(Lava Show)和维克镇,你可以在安全、可控的环境中,近距离观看真实的岩浆在眼前流淌。你可以感受到它炽热的温度,听到它冷却时发出的噼啪声,并亲眼目睹它逐渐凝固的神奇变化。

体验真实的熔岩

从温和的熔岩流到强烈的爆发性喷发,冰岛的火山可以用许多不同的方式喷发。在熔岩秀(Lava Show),您可以在安全、受控的环境中,亲眼见证火山活动中最迷人的一部分——真实的熔岩在距离您仅几米远的地方流淌。感受滚滚热浪,倾听熔岩冷却时发出的噼啪声,更深地领略这股不断重塑冰岛的伟大自然力量。

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本文由地质学家 Jessica Poteet 撰写。收听在 Lava Academy 播客上对她的采访。

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