中国的火山在哪里?

作者: 云舞空城

来源: 星球研究所

发布日期: 2020-12-03 11:30:51

本文详细介绍了中国各地的火山及其形成过程、历史喷发、地貌特征以及火山灾害,强调了火山监测和科学研究的重要性,旨在提高公众对火山的认识和防范意识。

感受中国火山之美

1720年1月,黑龙江讷谟尔河支流白河的上游,大地裂开了一条口子,熔岩从地下涌出。火山锥拔地而起,熔岩流四散流淌,直至阻塞河道,形成了五个堰塞湖,著名的五大连池就此诞生。6500万年以来,类似的场景在中国大地一再上演,留下了许多火山及熔岩地貌。

1951年5月27日,昆仑山西部的阿什库勒盆地中,一座山峰喷出浓烟,附近的解放军筑路队将其尽收眼底,新中国首次目击火山喷发在这里载入史册。这座山峰被命名为阿什火山,它有着锐利张扬的火山锥,周围的熔岩平原被风沙覆盖,在植被稀少的青藏高原,展示出火山地貌最纯粹的一面。

而在中国其他地方,更丰富的降水和植被则使火山锥和熔岩平原更加精彩。内蒙古草原的火山被绿茵轻轻覆盖,东北大地上的火山被广袤的森林笼罩,而在温暖潮湿的南国,热带丛林则为火山披上永恒绿装。

植被改变着火山地貌的外观,水则为它们带来了灵魂。轮廓完整的小火山口蓄水成湖,或色彩斑斓,或凛冽冰冷。大型喷发后的火山口容易坍塌,变成巨大的破火山口。长白山天池便是中国规模最大的破火山口,宛如一块巨大的蓝宝石。火山口湖不一定都在山上,当岩浆遭遇大量地下水时,蒸汽会在地面上炸出深坑,蓄水形成玛珥湖。

这些完整的火山锥、熔岩平原和火山口湖都是年轻火山的特权。对于更古老的火山,岁月会摧残它们的样貌。环形火山口首先遭到破坏,火山锥开始变得残缺,随后变得更加低矮,要么被泥沙逐渐掩埋,要么渐渐风化消失,最终融进大地的轮廓。

然而残破中也孕育着精彩,火山锥的消亡往往会暴露出火山颈,它是残留在岩浆通道里的坚硬岩石,承载着火山最后的倔强。火山颈的外形和颜值因成分差异而不同,由熔岩碎渣堆积而成的火山颈兀立于地面之上,大多杂乱无章,均质熔岩凝成的火山颈常具有特殊的几何美感。

这是物理学的魔术,均匀岩石在均匀冷却过程中,垂直冷却面发生均匀开裂,形成类似蜂窝的多边形石柱,被称作柱状节理。它们不仅出现在火山颈,也常出现在熔岩平原或熔岩流内部,被流水切割后方才显露。流水对熔岩平原的切割还可以产生熔岩台地,它们大多边缘陡峭,顶部平坦。

沿海地区的熔岩台地和火山锥也常被海水淹没形成岛屿,各种内部结构被海浪暴露无遗。当海水继续上涨冲刷,火山口也会被淹没成圆形海湾,述说着碧海蓝天的浪漫。而在南海海底,许多火山从海底产生,在海面附近长出珊瑚礁,形成守卫万里海疆的珊瑚砂岛。

至此,众多年轻或者古老的火山在中国大地上构建出一系列精彩的风景,它们有些为人熟知,更多则依旧陌生。人们难免好奇,这些火山都是如何产生的?答案就在地下的“岩浆工厂”。

在火山的地下,岩浆储存在囊状的岩浆房里,它们源自地下100~430km处,这里的地幔岩石处在熔融边缘,被称作软流圈。温度、压力和成分发生变化时,会产生岩浆。有多种力量会造成软流圈熔融,第一种力量便是地幔柱,一大股高温高压岩石从地幔深层向外缓缓运动,压力减小造成岩石熔点下降,在软流圈深度发生减压熔融,形成岩浆。

岩浆喷出地表形成火山,海南和广东的雷琼火山群便由地幔柱活动产生,包括海南北部的诸多火山和广东的湖光岩玛珥湖。2.58亿年前,更大的地幔柱撕裂华南板块,超级火山喷发了300万年,一千多米厚的玄武岩散布在今天的川滇黔桂境内。

四川峨眉山金顶的玄武岩层覆盖在石灰岩上方,记录了超级火山与远古浅海的狭路相逢。地幔柱制造了许多火山,但大批量、流水线式制造火山则要归功于第二种力量——板块运动。

洋中脊是制造大洋板块的部位,它是地球上规模最大的深海火山带,地幔岩石在这里大规模上涌熔融,岩浆不断喷出冷却成岩石,并使海底不断向两侧扩张。在中国南海,许多火山与洋中脊活动有关,其中未能触及海面者成为深海海山,另一部分冲到海面附近变成了珊瑚的家园。

海沟是大洋板块向地幔俯冲消亡的位置,海水从这里进入地幔,降低了岩石熔点,大量岩浆产生并且喷发,在海沟附近产生一连串火山。地质构造十分复杂的台湾便在南北两条海沟的影响下产生许多火山。

在东北部的琉球海沟,菲律宾海板块向欧亚板块俯冲,影响着大屯、基隆和龟山岛火山群。在南部的马尼拉海沟,南海的海底曾经向菲律宾海板块俯冲,产生了一连串火山岛,其中绿岛和兰屿依然漂在海上。

中国大陆的诸多火山则受到古太平洋板块俯冲的影响,从1.5亿年前至今,俯冲的岩石滞留在地下600km深处,不断释放出水和二氧化碳,促进岩浆产生并沿断裂喷发,在中国东部到处制造火山。群山也沿着大断裂下沉,孕育出许多超级大湖,随后演变成肥沃的平原,人类在此繁衍生息,中华文明孕育而生,火山终于从地下走向人间。

但活跃在人间的火山却在全世界不断散布灾难与死亡,人们畏惧喷发的火山、火红的熔岩和漫天的灰云。公元79年,意大利维苏威火山喷发,庞贝、赫库兰尼姆等古罗马城市惨遭掩埋,一万多人死于非命,直到一千多年后才重见天日。

类似的火山灾害在人类历史中随处可见,未来也会在中外不同地区继续发生。如果说国人对火山本就感到陌生,那么对于火山灾害就更加陌生。我们身边的火山并不都是岁月静好的风景,也可能是隐藏的恶魔。

在最近1.17万年里,有14个中国火山群发生过喷发,它们未来仍会继续喷发。放眼世界,我们可以从现代火山灾害中找到中国境内火山灾害的影子。2018年夏威夷火山大喷发,稀薄的岩浆遍地流淌,但它们流速不快,人们有充足的时间逃离,一般只毁灭农田、建筑和道路。

类似的场景曾经出现在中国,如黑龙江省牡丹江市镜泊湖火山群在一千多年前喷发,稀薄、流动性好的岩浆到处流淌,阻塞牡丹江河道形成镜泊湖。火山灰的影响范围更大,它们不仅损害人体呼吸道,还会严重危害经济和环境。2010年冰岛艾雅法拉火山喷发,大半个欧洲被火山灰笼罩,空中交通停摆数月,经济损失不可估量。

类似的场景也曾经出现在中国,如长白山的历史喷发中,火山灰向东飘散,混合雨水一起落下,在朝鲜和日本留下大量“雨土”的文献记载。最致命的灾害则是火山碎屑流,常出现在岩浆粘稠的火山,高温碎屑沿着山坡快速流下,如同一场灼热的“雪崩”。

2018年危地马拉富埃戈火山喷发,火山碎屑流瞬间掩埋了几个村庄,100多人死亡、300多人失踪,一时间引发国际关注。类似的场景也曾经出现在中国,公元946年,吉林长白山发生“千年大喷发”,这是人类史上规模最大的火山喷发之一,巨大的火山碎屑流向北覆盖数十千米。

台湾的大屯火山群则更加风险,不仅因为它能够产生火山碎屑流,更因为它紧邻人口稠密的大都市。在大屯火山群主峰七星山周围5km内,分布着台北市和新北市的数十万人口,大规模喷发的后果难以预料。

当碎屑流摧毁植被后,地表汇流的雨水毫无阻滞,裹挟着巨量碎屑汹涌流动,沿低洼地掩埋一切,这便是火山泥流灾害。火山也可能造成海啸灾害,2018年底喀拉喀托火山岛喷发,海啸杀死了400多人,这座火山的前身在1883年引起超级海啸,在印度洋沿岸杀死36000多人。

类似的场景可能也会出现在中国,台湾宜兰外海的龟山岛是一个活火山,它经常喷出浓烟和气体,未来很可能像喀拉喀托一样猛烈喷发,为沿岸城镇带来海啸灾害。这些活跃的火山是现代中国人身边的炸弹,但古老的喷发早已被遗忘,人们习惯了这些火山的沉默不语和慷慨馈赠。

人们在活火山周围的广袤草原上放牧,在活火山脚下的富饶森林中砍伐捕猎,在活火山周围的肥沃原野上耕种居住,在活火山的锥体里开采矿产,甚至在火山口里修起建筑。总有一天,地下之火将重返人间,将灾难带给未来的人们,但人们不会坐以待毙。

岩浆上涌可以引发微地震、地温升高、地表变形、气体释放及大地重力、磁场、电学特征变化等前兆现象,通过设立监测网收集数据,能够实现火山喷发预报。截至目前,中国已建成的火山监测网覆盖着长白山、龙岗、五大连池、镜泊湖、腾冲、琼北、大屯、龟山岛火山群,这一网络的规模仍在增长。

在不远的未来,中国将会对所有的活火山展开全面监控,将它们的一举一动都纳入科学家的眼睛,用科学的力量守护生活在火山周围的人们。这些科学研究也丰富着我们对这种陌生地貌的认知,使人们有机会认识它们的容颜与分布,将陌生变成熟悉。

也得以认识它们的诞生与死亡,和这一地质变迁中创造的精彩,将火山化作风景。更让人们有机会了解那些过往的灾害与传说,不再盲目畏惧关于火山的一切。也让人们有机会预知明天的风险,做到有备无患,从而与火山更和谐地共生。

现在的中国火山或许是陌生而又危险的景观,希望未来的它们只是人们熟悉的精彩风景。

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