书城科普广袤绮丽的地理(科普知识大博览)
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第6章 地球内部的骚动

你有没有想过有一天地壳再也忍受不了空气和水的腐蚀,再也忍受不了地球内部炽热物体的不断骚动而发生爆炸?为什么具有巨大破坏力的地震不会频繁发生,为什么地球内部那些炽热的物体和气体不会每天都伴随着巨大的咆哮声从某个地方喷发出来,为什么巨大可怕的爆炸不会把地壳炸成碎片,将它们一片片扔进遥远的外太空因为火山的爆发,这些情况并不会发生。火山爆发就像一个安全阀门,为地球内部和外部空间提供沟通的渠道,为地球内部过剩的易爆炸力量提供一个发泄口。那些本来想通过破坏地壳来得到释放的气体,通过火山爆发得到释放,火山爆发降低了本来由地震爆发产生的巨大破坏力。在火山活跃地区,地面每一次剧烈颤抖,都意味着附近有一处火山正处于爆发边缘,而一旦火山爆发之后地面颤动就停止了。因此,火山发挥着释放并减轻地热力量肆虐的重要作用。

火山就是一个顶端顶着一个漏斗形状大洞的山,这个漏斗形大洞就是火山口。火山口下端通过弯弯曲曲的火山管与地球内部岩浆相连,火山管长度不确定。火山的高度也各不相同。有的海拔只有几百米,而有的则高达四五千米,甚至更高,例如南美洲的安提萨那山(厄瓜多尔中部的活火山)就高达5738米。火山口的宽度也各不相同。1822年,维苏威火山爆发的时候,火山口周长5千米,深300米。三维治岛一个火山的火山口周长约二三十千米,深400米。但是,一般火山的火山口都比较小。欧洲有名的火山有那不勒斯附近的维苏威火山、西西里岛的埃特纳火山、冰岛的赫克拉火山、斯卡普塔火山以及其他6座火山,冰岛还有很多死火山。维苏威火山高1190米,赫克拉火山高1690米,而埃特纳火山高3315米。

为了让你对火山爆发有一个更直观的理解,我们以维苏威火山爆发时的情况为例,来做一个精彩生动的火山爆发现场再现描述。

根据资料描述,在火山爆发之前一段时间内,大量浓烟从火山口滚滚而出,垂直上升,升到火山3倍高的上空,开始四处弥漫,遮云蔽日。火山爆发前几天,浓厚的烟层,像一朵巨大的黑色蘑菇云覆盖着火山口。然后,维苏威火山附近地区的地面开始剧烈颤抖,轰隆隆的闷轰声从遥远的地下传来,慢慢地声音越来越大,如同雷声轰鸣震耳,你可以想象在火山内部有一个庞大的炮兵军队正在进行规模巨大的演习,万炮齐发,震耳欲聋。

忽然,火山口爆发出一团巨大的火焰,喷向两三千米的高空,瞬间就把火山口附近的黑云染红,整个天空一片炽热。成千上万的火花闪电般地在巨大火焰群中穿梭,在火山口上空蜿蜒而过,仿佛一条巨龙正在腾跃喷火。随后,这些被喷出的火焰,像一阵火雨落到火山附近。从远处看来,这些火花似乎都很小,但是实际上,这些炽热的火焰蜿蜒几米,所到之处能将坚固的建筑物碾碎吞噬。那些人类机器建造的坚固建筑物,在它们面前不堪一击。火山似乎在进行一场规模巨大的演出,将炽热火焰不间断地喷出,丝毫不停。接连几个星期,维苏威火山一直在喷发大规模炽热的火焰,像在进行盛大的焰火晚会,巨大美丽的焰火花束从火山口中喷薄而出。

而同时,在火山的地下深处,毫无疑问,是地下几十千米深的地方,大团大团熔化的矿物质液体,即地下熔岩,正沿着火山管不断上升,在火山口喷涌而出大片炽热的熔岩,散发出正午阳光般耀眼的光芒。大量岩浆四散而溢,一会儿就堵住了火山口。这时,火山附近地面开始剧烈颤抖,随着一声震雷般的巨响,火山口附近地面被劈开,地下岩浆声势浩大地从裂缝中喷涌而出。

炽热的岩浆流以势不可挡的力量缓慢地向前推进,一场灭顶之灾即将来临。岩浆形成一道燃烧着的火墙向前推进,人类或许能够逃离,但是那些不能移动的固定物体将会被火焰吞噬;百年的栗子树一接近岩浆,就立刻化为灰烬,只留下烧焦的树桩残迹;石匠工人建造的厚重城墙轰然倒塌,满目疮痍,那些最坚硬的岩石也敌不过岩浆的热量,最终被熔化。

岩浆喷发完毕之后,因为岩浆的压制而得不到爆发的地下的炽热致命气体开始得到发泄的机会,炽热气体的爆发甚至会带来比岩浆更大的破坏力。致命气体携带着大量的火山灰、碎屑流、泥石流喷薄而出,火山灰形成黑色云层笼罩在火山上空,随后降落到附近平原,有的被吹到方圆几千千米的地方。随后,恐怖的火山终于趋于平静,静待着下一次不确定的爆发。

火山在一次爆发中喷出的火山岩浆的数量有时候是难以估量的,占据火山喷发物质的大部分,让我们来看下面的例子。

6月11日,冰岛的斯卡普塔火山发生了一次令人记忆深刻的爆发。喷出的岩浆形成一条宽60米、在某些地方深100~200米的岩浆河,绵延流淌。炽热的火与水的斗争,虽然很骇人,但是时间都很短暂,河水瞬间被蒸发,岩浆流取而代之充满整个河道。燃烧奔腾的岩浆流向火山下的平原地区,烤干大型湖泊里的水,然后继续向前,流向一个巨大古老的河渠,瞬间充满这个刚刚干涸的河渠。

一个星期之后,火山爆发第二次岩浆流。沿着第一次爆发的岩流继续向前,最后注入一个由瀑布冲击而成的深渊。注满这个深渊后,岩流继续向前,绵延了90千米远。岩浆流在平原地区宽二三十千米,平均深30米,但是,在狭窄的山谷地区,岩浆流深达183米。据估计,方圆400千米的地区都被岩浆覆盖,形成一片燃烧的海洋。如果这些从地球内部流淌出来的熔化的矿物质的热量持续几年,冒出的黑烟持续30~40年,那将是怎样一场恐怖的景象啊平静期的火山口是安全的,是被允许旅游参观的。散乱的阴郁的石灰岩,火山岩渣堆,还有混乱堆放的巨大的岩浆石群。火山爆发遗留的罅隙不时喷发出让人窒息的蒸汽,从火山口向下看,甚至能看到火山内部燃烧着的火焰。有时候,火山看起来似乎带着让人看着绝望的恐怖气息,让人难以接近。

著名旅行家亚历山大·冯·洪堡曾经有以下精彩的描述:

在一个印第安人的陪伴下,我攀登上了辟齐卡火山附近3座岩石中最东面的一座。我们并不确定我们的方向是否正确,攀登过程艰险异常。我们艰难费力地一步一步向上攀登,但是这并不能减少我们的热情。当我们被一层无味密实的蒸汽云层包围时,脚下到处都覆盖着一层坚硬的冰雪外壳,这些冰雪外壳覆盖了危险得足以致命的火山裂缝,同时也使攀登变得更加困难。蒸汽云层也使我们视物困难,我们甚至看不清前面几步远的地方。我们静静地缓慢前进,直到闻到一股刺鼻的燃烧的硫磺味道,预示着我们即将接近火山口,并且我看到就在我们下面遥远的地面有燃烧的火焰闪现。我们不知道正踏在危险的边缘——我们已经踏上了覆盖在深渊上冰桥的边缘。我一把抓住印第安人的衣服,拉着他一同撤回到后面的岩石上。

我们在火山口边缘的平直石板上躺下休息。我们下面就是可怕的深渊。没有语言可以形容这里的杂乱荒凉,即使你展开最丰富的想象,即使是最令人毛骨悚然的噩梦,也描绘不出我们看到的阴森、荒凉、惨淡。想象一个周长接近5000米的圆形围墙,墙体竖直,墙头上覆盖冰雪。墙里面一片黑暗,向下一望就头晕目眩,远远看到阴沉沉的几座山,附近5个大裂缝,不断向外喷发着带有硫磺味道的刺鼻烟雾。

还有一个旅行者叫阿曼达·考特福格,曾经描述如下:

在我们脚下就是埃特纳火山的巨大深渊。埃特纳火山口不像我们看到的维苏威火山那样呈规则的漏斗形状,它是一个真正的山谷,蜿蜒、曲折、幽深、不规则,陡峭的侧面布满岩浆堆积而成的矿渣堆和岩石群,因为火山爆发的力量和降落过程的偶然性,导致这些矿渣堆和岩石群奇形怪状、分布得乱七八糟。这里有各种各样的颜色,偶尔有深黑色、暗红色点缀其中。死一般的寂静笼罩着这一片杂乱无章的地区。无数的裂缝无声无息地向外喷发着带有令人窒息的刺鼻气味的蒸汽,并弥漫在火山口附近。我们脚下的土地布满矿灰和岩渣,温暖而潮湿,像是一层白色的冰霜覆盖着地面。这些潮湿的物质,是酸性的,很快就能腐蚀我们的鞋子。地面闪耀着银光的晶体状物质是硫磺,硫磺在火山爆发时溶解,变成细小晶体散落地面,随后在大自然这个巨大的化学实验室中与盐发生化学反应,重新变成硫磺。

我们找到通往火山口的道路,然后离开观测点,朝向我们东面的小土堆前进。但是,很快我们便在一条又窄又陡的斜坡前停下脚步,下临百米深的陡峭悬崖。我们看到向导卷起袖子,做手势指挥我们跟上他。然后直接朝着斜坡跳过去,并大喊一声:快,跟我来毫不犹豫,我们都跟着导游跳过去,到达了火山口边缘。这个火山在10年之前曾经喷发过。火山口遥远的内部仍然不时地爆发出阵阵打雷般的闷轰声。火山喷发口,由垂直的外墙围成一个不规则的圆形围墙。

西西里岛北部的斯特隆布利岛,事实上就是一个火山,周长15千米,高700米。这个火山是欧洲最小的活火山,但是火山爆发比较频繁。在火山顶,你可以轻易地看到岩浆在火山内部的运动。从最上面看下来,斯特隆布利岛似乎是3个同心圆圈地组成,其中两个圆在外围,同心圆的中心就是斯特隆布利火山,包含6个火山口,其中两个不断地喷发带有硫磺气味的蒸汽,充斥着火山顶的天空,还有一个喷发夹带着火焰的白色浓雾,炽热的小石子不断地被抛弃又降落,一个碰着另外一个,叮叮当当的声音不绝于耳,仿佛是铁匠铺的锤子在敲打铁器。另外3个火山口则间歇性地爆发。

在火山平静期,可以看到火山管中的岩浆,像熔化的铁水一样红彤彤的,有节奏地在火山管中上升、降落,却不会喷发出来,在岩浆的规律运动中,随时爆发出像是通风良好的炉膛中燃烧的大火一样的劈啪声。岩浆每一次上升,火山口都会喷发大团白色蒸汽。正是白色蒸汽的上升推动了岩浆的上升运动,并将岩浆悬浮于火山口处。这个规律的运动一般是每8分钟进行一次,如果一旦第三次间隔的时间是15分钟,那么下一次的岩浆运动就会更加猛烈。火山口通道开始颤抖,火山附近的土地也开始轻微震动,从地下传来轰隆隆的声音。火山口喷出的浓雾开始夹带红色的火焰,爆炸声越来越急剧,也越来越具有破坏性,最后,在紫罗兰色浓雾的压力推动下,岩浆伴随着巨大的怒吼声喷薄而出。主喷发口喷发出炽热的火山灰岩浆石,高达200~300米,带着声势万钧的力量,爆发出巨大的热量。随后,这些炽热的火山灰、岩浆石像雨点般落下,有的落入海中,有的落回火山内部。慢慢地,火山快速趋于平静,岩浆又倒流回火山深处。不久就恢复在火山管中的规律运动,直到下一次大的爆发。

人类强有力的机器的力量与促使火山岩浆喷发的力量哪一个更强大呢?或许这种比较并没有多大意义。我们并不知道火山管确切的深度,但是至少有火山顶到地面的高度那么高。最强大的机器的能量能将直径与岩浆相同的水柱提升到100米的高度,但是相同多的岩浆的重量是水的重量的2.5倍,也就是说,如果用同样的能量提升岩浆的话,只能提升到水的2/5的高度,也就是40米高。按照这个比率来算,需要30倍于这个机器的能量才能将维苏威火山的岩浆从火山底提升到火山口,需要83倍的力量才能达到埃特纳火山的力量,而要达到世界最高火山阿考克格火山的力量,则需要增加180倍的力量。

但是,这些数据只是在我们假设火山管的深度只有火山顶到地面的距离,如果火山管延伸至地下更低的深度,那么岩浆上升需要克服的阻力就更大,需要的力量也就更大,这种力量甚至于要扩大到两倍、三倍或者更多。这种力量如此强大,因此,火山地区经常在其压迫下断裂开来。这些裂缝就是火山的第二爆发口,就像我们在埃特纳火山中所描绘的那样。有时候,如果岩浆在上升过程中受到阻碍,也会自己开辟一条新的裂缝,将火焰喷发出去。1794年维苏威火山爆发时,炽热的熔岩喷射物从地上一条巨大的裂缝中喷涌而出,裂缝弧度之大,可以轻易地吞噬一整座城池。