火山是地球的靈魂

劉嘉麒

火山活動是一種重要的地質(zhì)作用，蘊含著豐富的科學(xué)內(nèi)涵和奧秘。它貫穿于地球的整個時空和各個層圈，在地球形成演化中發(fā)揮重要作用。從地球形成早期到今天，在長達(dá)46億年的歷史長河中，火山活動幾乎沒有停止過，它形成的火山巖，是組成地球的主要物質(zhì)，許多礦產(chǎn)資源的形成也與火山作用密切相關(guān)；幾乎找不到哪種自然作用能像火山作用那樣，既深入地球深部地幔，又作用于表層地圈、水圈、生物圈、大氣圈和人類圈，既帶來地球深部信息，又對各層圈產(chǎn)生重大影響，是全球變化的重要驅(qū)動因素之一。

火山與火山分布

火山是大地的轟鳴和噴火，是巖漿的噴溢與泛濫，是地殼的自我爆炸! 它是地球乃至其他星球上最壯麗的地質(zhì)景觀。如果把地球看作是有生命的物體，那么巖漿就是它的血液，地震是它的脈搏，火山是它的喉嚨……，火山活動是地球及其他星球有生命力的象征。在太陽系的八大行星中，唯有地球尚有廣泛、強烈的火山活動，表明地球是八大行星中最有活力，最有朝氣的星球，它的靈魂就是火山。

在各種地質(zhì)作用中，只有火山活動，從地球深部一直作用到地球的表層，到巖石圈、大氣圈……，所以火山噴發(fā)是自然界中一種非常重要的自然現(xiàn)象和地質(zhì)作用。

2012年俄羅斯堪察加半島Plosky Tolbachik火山爆發(fā)

火山噴發(fā)的過程是地球釋放內(nèi)能的過程，是一個完整的地質(zhì)過程。處于高溫狀態(tài)（通常在1000℃以上）的地下巖漿和沸騰著的流體，有時還夾帶著來自巖漿源的包裹體和圍巖的捕虜體，在某種地球動力作用下， 沿著一定的通道， 以爆發(fā)、噴溢等形式?jīng)_出地表，進入高空，回落到地面，堆積成各種形態(tài)的地質(zhì)體，有巖丘、巖錐、渣堆……；有時巖漿并不劇烈地轟鳴和噴射，而是沿著地殼的裂縫“寧靜”地溢出，形成巖漿的河流和巖漿的海洋，冷凝后成為熔巖流、熔巖席……；有時火山只噴射氣體和灰塵，而沒有巖漿噴溢。在各種噴發(fā)形式中，以中心式噴發(fā)最為常見，噴出物圍繞著噴出口堆積的地質(zhì)體，就是普通意義上的火山，它是地下巖漿噴出地表的產(chǎn)物。

由此可知，火山形成要取決以下3個主要條件：（1）有沒有巖漿和流體（氣、液），這是形成火山的物質(zhì)基礎(chǔ)；（2）有沒有巖漿和流體噴發(fā)的通道，即構(gòu)造環(huán)境，這是火山噴發(fā)的條件；（3）有沒有引發(fā)巖漿和流體噴發(fā)的動力，這是火山噴發(fā)的決定因素。

在地球上，能同時具備這些地質(zhì)條件的地區(qū)主要集中于大洋中脊、板塊俯沖帶、碰撞帶和裂谷帶。所以環(huán)太平洋帶，即太平洋板塊與歐亞大陸和美洲大陸的俯沖帶，以及太平洋中脊、大西洋中脊、地中海沿岸、青藏高原以及東非大裂谷等地區(qū)是全球火山最集中的地區(qū)，亞洲的印度尼西亞、菲律賓、日本、俄羅斯（遠(yuǎn)東地區(qū)），北美洲的美國（阿拉斯加和西海岸），拉丁美洲的墨西哥、哥斯達(dá)黎加、厄瓜多爾、秘魯、智利，大洋洲的新西蘭，非洲的埃塞俄比亞、肯尼亞、坦桑尼亞，歐洲的意大利以及大洋中的夏威夷、湯加、留尼汪、佛得角、冰島等島嶼都是火山發(fā)育的地區(qū)。中國的火山多分布在東部大陸邊緣和青藏高原，前者屬于環(huán)太平洋火山帶的一部分，后者與地中?；鹕綆嚓P(guān)。除了陸地上的火山，海底的火山更是星羅棋布，研究推測，世界上的海底火山可能高達(dá)百萬數(shù)量級，其中高1000米以上的就有3.9萬座。著名的火山有印度尼西亞的喀拉喀托，菲律賓的皮那圖博，日本的富士山、櫻島，中國的長白山，美國的圣海倫斯、基拉維厄（夏威夷），墨西哥的波波卡特佩特爾，留尼汪的富爾奈斯，剛果（金）的尼拉貢戈，意大利的埃特納等。

火山按其活動性可分為活火山和死火山。活火山通常是指全新世（11700年前至今）以來有過噴發(fā)記錄的火山；相反，在這期間沒有噴發(fā)記錄的火山，就稱其為死火山；活火山處于噴發(fā)狀態(tài)是短暫的，大部分時間是處于靜止?fàn)顟B(tài)，這種處于靜止?fàn)顟B(tài)的活火山又被稱為休眠火山。比如長白山火山在過去1000年間有過多次噴發(fā)，是活火山，但它現(xiàn)在處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，是休眠火山。

火山災(zāi)害

火山噴發(fā)引起山崩地裂，大地燃燒，釋放出大量氣體、灰燼、碎石、巖漿……，其威力之大遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過核爆炸；它從地下到空中全方位地給自然界和人類社會帶來災(zāi)難，既能直接人員傷亡和財產(chǎn)損壞，也會對氣候環(huán)境產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響；當(dāng)今世界面臨的主要環(huán)境問題和自然災(zāi)害，如溫室效應(yīng)、臭氧層破壞、酸雨乃至厄爾尼諾現(xiàn)象等，無不與火山噴發(fā)有關(guān)。自1980年以來全球活動火山已使29000人喪生，100多萬人流離失所，造成的經(jīng)濟損失達(dá)數(shù)十億美元。所以聯(lián)合國在制訂國際減災(zāi)十年計劃時，把火山災(zāi)害列為主要自然災(zāi)害之一，加以監(jiān)測和防御。

火山噴出的火、氣、煙、灰、碎屑、巖漿……，發(fā)生的爆炸、轟擊、沖擊、燃燒、掩埋……，引起的碎屑流、熔巖流、泥石流、地震、海嘯……都會造成嚴(yán)重的災(zāi)害。

公元79年，意大利的維蘇威火山爆發(fā)，把鄰近的繁華小鎮(zhèn)龐貝城全部埋葬，展現(xiàn)了大自然驚人而又可怕的威力。

1815年，位于印度尼西亞松巴哇島的坦博拉火山噴發(fā)，持續(xù)3個多月，噴發(fā)物達(dá)70Gt（700億噸），是世界上有歷史記載的最大的一次火山爆發(fā)。火山灰彌漫天空，使方圓480千米的范圍內(nèi)連續(xù)3天暗無天日，有92000人在這次火山爆發(fā)中喪生。

1883年, 印度尼西亞喀拉喀托火山爆發(fā)，在海底形成一個巨大的火山口，發(fā)出的巨響一直傳到了亞洲大陸和澳洲，噴出的物質(zhì)達(dá)18km3， 火山灰飄至歐洲和拉丁美洲，實有“聲震一萬里，灰撒三大洋”之勢，爆發(fā)引起的連續(xù)海嘯遠(yuǎn)達(dá)夏威夷島和南美洲海岸，致使海水掀起40米高巨浪，卷走沿岸漁船及村舍，3.6萬余人葬身海底。

1985年，哥倫比亞內(nèi)華多德爾·魯伊斯火山噴發(fā)，融化了山頂?shù)牟糠直保纬纱笠?guī)模的火山泥石流，包圍了距離火山口74千米的阿梅羅城，使22008人喪生；火山周圍所有道路、橋梁、商店、工廠、學(xué)校等悉數(shù)遭到破壞，損失相當(dāng)慘重。

1989年，美國阿拉斯加的雷德特（Redoubt）火山噴發(fā)，大規(guī)模的火山灰云使一架滿載231名乘客的波音747客機四個發(fā)動機突然熄火，造成飛機發(fā)動機失靈時間長達(dá)5分鐘之久，整個飛機在無任何動力的情況下自8534米垂直下降至4267米，盡管最后發(fā)動機又恢復(fù)了工作，但那時距離下面的塔爾基特納（Talkeetna）山頂僅有1219米，情況十分危險。

2010年，冰島埃亞菲亞德拉火山噴發(fā)，把山上的冰雪融化，形成巨大的火山灰氣團，給航空事業(yè)造成嚴(yán)重影響。

2014年，日本的御岳山噴發(fā)，釋放出大量火山灰和火山氣體，僅每天釋放的硫化氫約300噸到700噸，造成47人死亡，成為戰(zhàn)后日本最嚴(yán)重的火山災(zāi)難。位于鹿兒島的櫻島火山2018年以來已爆發(fā)30次；與櫻島火山相隔不遠(yuǎn)的新燃岳火山，2011年“3·11”大地震前就噴發(fā)過，2018年3月又開始了新的爆炸性噴發(fā)，濃煙高達(dá)4500米。從日本島弧向南延伸，菲律賓的馬榮火山，印度尼西亞的錫納朋火山、阿貢火山也發(fā)生了強烈噴發(fā)。

太平洋西岸火山活躍，太平洋東岸更是“熱火朝天”。墨西哥的波波卡特佩特火山從1997年到2018年幾乎年年噴發(fā)，有時一年還不止一次。危地馬拉的富埃戈火山從2018年2月1日開始噴發(fā)，到6月初噴發(fā)規(guī)模更大，火山灰高度達(dá)到1.1萬米， 覆蓋附近20平方千米區(qū)域，熔巖直接流入附近村莊，導(dǎo)致當(dāng)?shù)剞r(nóng)田、牧場和環(huán)境遭受嚴(yán)重破壞，造成113人死亡，332人失蹤，500多人受傷，3100多戶逃離家園。

1985年11月13日 哥倫比亞魯伊斯火山噴發(fā)導(dǎo)致嚴(yán)重災(zāi)害

云南騰沖火山地?zé)釃业刭|(zhì)公園

自1847年意大利建立了世界上第一個火山監(jiān)測站至今，積累了豐富的監(jiān)測、預(yù)報經(jīng)驗， 已有成功的實例，例如，1991年菲律賓的皮納圖博火山噴發(fā)是20世紀(jì)最大規(guī)模的火山噴發(fā)，但由于預(yù)報得準(zhǔn)確及時，使人們提前有所預(yù)防，至少有5000人免于罹難，減少損失25億美元。

隨著研究的深入和科學(xué)技術(shù)的進步，人類已基本掌握了火山的活動規(guī)律，通過監(jiān)測與研究，能夠初步進行預(yù)測，從而避免或減少火山造成的災(zāi)害。

火山資源

火山作用在給自然界和人類社會造成災(zāi)難的同時，也塑造了氣勢磅礴、絢麗多彩的自然景觀，為人類創(chuàng)造了豐富的財富?；鹕绞谴笞匀坏墓鍖殹?/p>

火山活動是創(chuàng)造自然財富的重要源泉。許多礦產(chǎn)資源都與火山作用有關(guān)，包括金、銀、銅、鉛、鋅等金屬礦床和硫、石棉、鑄石、硅藻土等非金屬礦床；火山灰、火山渣、浮巖及某些火山巖都是很好的建筑材料，被廣泛地開采利用；一些寶石也是火山作用的產(chǎn)物，如藍(lán)寶石、紅寶石、石榴子石、橄欖石、鋯石、尖晶石、玉髓和瑪瑙等。在火山區(qū)常常分布著豐富的溫泉、礦泉和地?zé)豳Y源，溫泉既可以提供熱能，又有很好的醫(yī)療保健功能，是人們療養(yǎng)的好地方。

長白山火山區(qū)有十?dāng)?shù)處溫泉，水溫最高達(dá)83℃； 內(nèi)蒙大興安嶺的阿爾山是個非常特殊的地方，既有礦泉，還有溫泉、冷泉，溫泉水溫30℃多，冷泉常年4～8℃；五大連池藥泉山的礦泉水含有碳酸、鐵、 鋅、鍶、鋰、鍺等多種有用的元素和組分，有很高的飲用和醫(yī)用價值，那里的泥土也可用作泥療，因此近年來在那里建起了許多療養(yǎng)院，昔日荒蕪的北大荒，如今崛起了一座新興的現(xiàn)代化城市——五大連池市，這恐怕是唯一依靠火山資源建起的城市。

火山又是大自然的雕塑家，它造就了千姿百態(tài)的自然景觀和多種多樣的生態(tài)環(huán)境，為旅游和科考提供了寶貴資源。火山區(qū)常常是植物繁茂，動物珍稀，山清水秀，景色宜人，有奇石，有險峰，有瀑布，有溫泉，湖泊恬靜，溪流湍急，山上有奇花異草珍禽走獸，林中有蒼松翠柏鳥語花香……把各種各樣的自然美融為一體，既能讓人賞心悅目，休養(yǎng)生息，又能從天文地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境、人文地理等諸方面給人以啟迪。因此，火山區(qū)往往既是旅游的勝地，又是科考的樂園。世界上許多著名的游覽觀光勝地都是火山區(qū)，如中國的長白山，日本的富士山，美國的夏威夷、黃石公園，意大利的維蘇威，法國的中央高地，非洲的乞力馬扎羅山……無不多彩多姿美麗動人。

長白山天池火山頂部天文峰的黃色和灰色浮巖碎屑堆積

中國火山

中國雖然缺少現(xiàn)代火山噴發(fā)，但在整個新生代火山活動一直沒有停息，從中新世到全新世的2000多萬年間，中國、尤其是東北地區(qū)，當(dāng)時的火山活動不亞于日本列島。

按照地理位置，中國火山大體可分為兩大區(qū)域：一是沿東部大陸邊緣，有數(shù)以百計的火山群和火山錐，如黑龍江的五大連池、鏡泊湖，吉林省的長白山、龍崗、伊通，遼寧的寬甸，內(nèi)蒙古的哈拉哈、達(dá)來諾爾，山西省的大同，山東的蓬萊、昌樂，江蘇的六合，安徽的嘉山，福建的明溪，臺灣的大屯、基隆，廣東的雷州半島，海南的瓊北和云南的騰沖；另一區(qū)域是青藏高原的火山群，主要包括阿什庫勒、大紅柳灘、康西瓦、可可西里、強巴欠、涌波錯（湖）、木孜塔格、鯨魚湖、多格錯仁、巴毛窮宗、獅泉河等。

長白山火山是中國最大的層狀復(fù)式火山，由多次噴發(fā)而筑成，它在1000年前的一次大噴發(fā)震驚全球；西昆侖阿什火山在1951年5月27日噴發(fā)過，是中國大陸上最新的火山噴發(fā)。

盡管近代中國很少有火山噴發(fā)，但根據(jù)火山的時空分布和地質(zhì)地球化學(xué)特征可以看出，新生代以來，中國的火山活動一直未斷，且分布廣，類型多，具有一定的周期性?；鹕皆賴姲l(fā)的危險性和可能性依然存在。潛在危險的火山主要分布在長白山、五大連池、臺灣、雷瓊、騰沖以及西昆侖阿什庫勒等地，其中潛在危險最大的是長白山火山，這座火山在歷史上曾有過特大規(guī)模噴發(fā)，之后也還斷續(xù)活動著，休眠時間已達(dá)百年，與歷史上的噴發(fā)周期大體相當(dāng)，從它現(xiàn)在所處的地質(zhì)狀態(tài)和全球大的地質(zhì)環(huán)境看，也有促使長白山火山再噴發(fā)的因素，應(yīng)該引起人們的注意。