火山是怎麼形成的

  火山是熾熱地心的視窗,地球上最具爆發性的力量,爆發時能噴出多種物質,對於火山的形成原因你想了解嗎?下面就讓小編來給你科普一下。

  火山的形成

  火山是一個由固體碎屑、熔岩流或穹狀噴出物圍繞著其噴出口堆積而成的隆起的丘或山。火山噴出口是一條由地球上地幔或岩石圈到地表的管道,大部分物質堆積在火山口附近,有些被大氣攜帶到高處而擴散到幾百或幾千公里外的地方。

  火山的形成是一系列物理化學過程。主要是地球內部存在的大量的放射性物質,在自然狀態下衰變,產生大量的熱。這些熱無法散發到地面,溫度不斷升高,直至把岩石融化,形成地球內部的高溫融化狀態。這些岩漿一旦衝破地殼噴出地面,就形成了火山。

  有人認為火山是岩石因壓力而融化,那岩漿噴出地面後,因壓力迅速降低,其溫度就不可能還那麼高,而應該是常溫或者比常溫低。如果是因壓力的原因導致的升溫,那當壓力不在增加後,其溫度也不會再上升,也就是說,在地球形成之初,溫度就不會再升高了。

  我們可以做這樣的實驗,將冰箱用的冷媒,裝入一個密閉很好的活塞,壓縮活塞並保持壓強不變,冷媒的溫度會先升高,壓力不變後,溫度最多保持不變或者逐漸降低。即使在最高溫度時刻突然給冷媒減壓至常壓,其溫度也不可能比常溫高多少。岩石更不可能保持融化狀態噴出地面。

  從熱力學理論的角度進行分析整個過程:壓縮時,外界對冷媒做工,溫度升高;減壓時,冷媒對外界做工,溫度必然降低。

  所以說,火山應該是放射性物質衰變產生的熱使岩石融化形成的。

  岩漿的來源

  岩漿分為原生岩漿和再生岩漿。

  原生岩漿是地核俘獲的熔融物質形成的。地核俘獲熔融物質和其他一些物質形成巨厚的熔融層。這些物質其成分是不均的。原生岩漿凝固形成最原始的地球外殼。

  現今所見到的各類侵入岩,如超基性岩、基性巖、中性巖、酸性巖和鹼性岩等,以及火山噴發出的各類岩漿,它們都是再生岩漿,只是來源深度、通道、物質成分及分異程度不同而已。

  再生岩漿包括原生岩漿變異出的岩漿和重熔岩漿。

  現今地球液態層是由原生岩漿經變異形成的再生岩漿組成的——經過溫度、成分和物態的改變而形成的。

  岩漿運移的動力

  岩漿由地球深處移動到地殼內形成侵入岩或噴發到地表形成火山,岩漿移動的動力主要有二:

  其一,由於地球內球比重大於液態層和外球,在繞太陽公轉時,內球始終偏向引力的反方向,內球不在地球中心。形成內球對液態層由內向外的擠壓力,使岩漿和其他氣液態物質由地球內部向外移動或噴發到地表。

  其二,岩漿結晶或發生其他物化反應,產生一些水和氣及其他物質,形成膨脹擠壓力,使岩漿和其他氣液態物質由地球內部向外移動或噴發到地表。

  火山的構造

  由火山口,岩漿通道和火山錐組成

  在地球上已知的“死火山”約有2000座;已發現的“活火山”共有523座,其中陸地上有455座,海底火山有68座。火山在地球上分佈是不均勻的,它們都出現在地殼中的斷裂帶。就世界範圍而言,火山主要集中在環太平洋一帶和印度尼西亞向北經緬甸、喜馬拉雅山脈、中亞、西亞到地中海一帶,現今地球上的活火山絕大部分都分佈都在這兩個帶上。

  火山出現的歷史很悠久。有些火山在人類有史以前就噴發過,但不再活動,這樣的火山稱之為“死火山”;而有史以來曾經噴發過,但長期以來處於相對靜止狀態的火山,此類火山都儲存有完好的火山錐形態,仍然具有火山活動能力,或尚不能斷定其已喪失火山活動能力,人們稱之為“休眠火山”;人類有史以來,時有噴發的火山,稱為“活火山”。

  地殼之下100至150千米處,有一個“液態區”***軟流層***,區記憶體在著高溫、高壓下含氣體揮發份的熔融狀矽酸鹽物質,即岩漿。它一旦從地殼薄弱的地段衝出地表,就形成了火山。

  火山活動能噴出多種物質,在噴出的固體物質中,一般有被爆破碎了的巖塊、碎屑和火山灰等;在噴出的液體物質中,一般有熔岩流、水、各種水溶液以及水、碎屑物和火山灰混合的泥流等;在噴出的氣體物質中,一般有水蒸汽和碳、氫、氮、氟、硫等的氧化物。除此之外,在火山活動中,還常噴射出可見或不可見的光、電、磁、聲和放射性物質等,這些物質有時能致人於死地,或使電、儀表等失靈,使飛機、輪船等失事。

  火山的根源

  在距離地面大約32公里的深處存在大量高溫液體,其溫度之高足以熔化大部分岩石。

  岩石熔化時膨脹,需要更大的空間。世界的某些地區,山脈在隆起。這些正在上升的山脈下面的壓力在變小,這些山脈下面可能形成一個熔岩***也叫“岩漿”***庫。

  這種物質沿著隆起造成的裂痕上升。熔岩庫裡的壓力大於它上面的岩石頂蓋的壓力時,便向外迸發成為一座火山。

  噴發時,熾熱的氣體、液體或固體物質突然冒出。這些物質堆積在開口周圍,形成一座錐形山頭。“火山口”是火山錐頂部的窪陷,開口處通到地表。錐形山是火山形成的產物。火山噴出的物質主要是氣體,但是象渣和灰的大量火山岩和固體物質也噴了出來。實際上,火山岩是被火山噴發出來的岩漿,當岩漿上升到接近地表的高度時,它的溫度和壓力開始下降,發生了物理和化學變化,岩漿就變成了火山岩。

  形成

  火山的形成涉及一系列物理化學過程。在上升過程中溶解在岩漿中揮發份逐漸溶出,形成氣泡,當氣泡佔有的體積分數超過75%時,禁錮在液體中的氣泡會迅速釋放出來,導致爆炸性噴發,氣體釋放後岩漿粘度降到很低,流動轉變成湍流性質的。如若岩漿粘滯性數較低或揮發份較少,便僅有寧靜式溢流。從部分熔融到噴發一系列的物理化學變化的差別形成了形形色色的火山活動。

  分佈

  板塊構造理論建立以來,很多學者根據板塊理論建立了全球火山模式,認為大多數火山都分佈在板塊邊界上,少數火山分佈在板內,前者構成了四大火山帶,即環太平洋火山帶、大洋中脊火山帶、東非裂谷火山帶和阿爾卑斯-喜馬拉雅火山帶。板塊學說在火山研究中的意義在於它能把很多看來是彼此孤立的現象,聯為一個有機的整體,但以這個學說建立的火山活動模式也並不是十分完美的,如環大西洋為什麼就沒有火山帶;板內火山不在板塊邊界上,用地幔柱解釋它的成因似乎依據也不夠充分。新近又有學者***李鴻業,1993***提出兩極擠壓說,揭開了地球發展的奧祕,他認為在兩極擠壓力作用下,地球赤道軸擴張形成經向張裂和緯向擠壓,全球火山主要分佈在經向和緯向構造帶內。下圖為全球火山和強震分佈圖,圖中紅色為全新世火山,資料取自 Smithsonian 研究所,白色為7級以上強震,根據中國地震臺網目錄繪製。

火山的成因是什麼