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海水为啥灭不了海底火山的火?

等风 重庆科技馆
2024-08-29

海底火山,顾名思义,就是位于海洋底部的火山。海底火山和地面上的火山形成原理差不多,只不过它长在了海里面,所以便成了海底火山。


#1

不同类型的海底火山


和陆地上火山分布一样,海底火山在板块内部、板块边界都有分布。而板块边界有三种类型,分别是汇聚型板块边界、离散型板块边界、转换型板块边界,其中汇聚型板块边界和离散型板块边界会产生火山,而汇聚型板块边界中一般是俯冲边界能产生火山。

源:壹图网

1

// 俯冲边界海底火山

俯冲边界指的是当两个板块相对运动时会发生撞击,由于两个板块密度不同,密度大的板块会俯冲到密度小的板块下方,形成俯冲带。在俯冲带里面两个板块的相对运动并没有停止,大密度的板块会持续向地球深部俯冲下去,由于深部温压的上升,会导致板块最先俯冲下去的部分发生熔融,从而使得板块消亡。
而一般大洋板块比大陆板块密度更大,所以大洋板块和大陆板块撞击时,会俯冲到大陆板块下方,形成海沟,而俯冲带下方由于俯冲板片之间的摩擦形成了局部高温,一些含水矿物的脱水也会降低岩石熔点,所以岩石就会大量熔融形成岩浆。另外海水从海沟进入俯冲带地区也会使得岩石发生反应从而形成岩浆,岩浆在地壳中聚集并上升就会引发火山活动。海沟下方地下深处的岩浆很容易顺着俯冲带中的裂隙上升到地表,如果上升的地表在海底,就会形成海底火山。

源:壹图网

由此可以看出,俯冲边界的海底火山多分布在海沟附近,如果这个海底火山持续喷发出的岩浆冒出了海面,然后冷却,就会形成火山岛。海沟靠近陆地一侧经常出现成串的岛链就有可能是这样形成的,环太平洋火山带中的海底火山就是这一类型,汤加海底火山就是在这个火山带上。

2

// 离散型板块边界海底火山

离散型板块边界又叫生长边界,就是两个板块相互分离的边界,常见于大洋中脊。大洋中脊是板块生长的地方,这个地方的地壳很薄,很容易张裂,而地壳深处的岩浆顺着裂隙上升到海底,就形成了海底火山。绝大部分海底火山都在离散型板块边界上,大西洋中脊火山带就是这一类型,冰岛附近的海底火山就在这个火山带上。

源:壹图网

3

// 板块内部海底火山

板块内部形成的火山叫作热点火山,据说和地幔柱有关系。地幔柱是像柱子一般存在于地幔和地核间的高温通道,其所在位置的地壳底部岩石被熔化成岩浆,随后岩浆温度升高并发生膨胀,最终压迫和冲击地壳表面,带来火山喷发。而火山喷发的位置如果在海底也会形成海底火山,夏威夷岛链就是位于太平洋板块内部的热点海底火山爆发形成的岛链。

源:壹图网


#2

海底火山的分布


了解了不同类型的海底火山,我们也就了解了海底火山在全球的大概分布——主要分布在太平洋周边和印度洋、大西洋中部海岭区域,此外太平洋内部和印度洋内部的地幔柱热点也可能分布有些许海底火山。据数据统计,全球共有海底火山2万多座,一半以上位于太平洋,这主要是环太平洋火山带的功劳。

源:网络

我国有一些海域内存在海底火山。其主要分布在南海和东海海域,包括海南岛、西沙群岛、南沙群岛、琼州海峡等,西沙群岛的高尖石就是一座海底火山的露头。我国的南海海盆、台湾周边海域也都有海底火山分布。不过我国的海底火山年代久远,目前活动性都很微弱。


#3

水中的火为啥能不灭?


为什么海底火山不能被海水浇灭呢?
首先,水灭火的原理是隔绝氧气和冷却降温,但是岩浆却不靠氧气燃烧,其本身就是温度高达900到1400℃的熔融态物质,水的临界压强大约22兆帕,在深海海底的压强已经超过临界压强,不会发生液气相变,即使岩浆将海水加热到几百摄氏度,海水只会变成一种超临界流体状态,从而隔开海水和岩浆。
而海底火山爆发时候,其压力是非常大的,即使是海底水压巨大也阻挡不了火山爆发的力量,因此也就无法浇灭火山咯。

源:壹图网
不仅如此,海水不但不能浇灭火山,反而容易加大海底火山爆发的破坏力。据有关研究表明,汤加海底火山爆发威力这么大,很有可能是由于大量海水涌入了岩浆池导致了混合爆炸。


#4

海底火山爆发会带来什么影响


首先还是得看火山爆发的等级如何,火山爆发根据喷发出来的物质的体积分为9个等级,分别是VEI0~8级,数字越大影响越大。一般来说,VEI6以上的海底火山爆发会对全球有较为明显的影响,而3~5级的影响局限在部分地区,0~2级的影响则只会局限在火山当地。
海底火山爆发首先会带来海啸,因为爆发会引起海底地形的剧烈变动,其带来的海啸不亚于一次大地震。
图源:Viks_jin/adobe/IC photo
海底火山爆发会对洋流产生影响,因为火山爆发会产生很多热量,可能短时间影响到海洋中的寒流和暖流。
海底火山灰对周边的大气带来影响,其喷发的火山灰会污染大气,其中的硫化物可能使得太阳辐射降低而影响地面温度,俗称阳伞效应。而海底火山喷发会使得大量水蒸气进入大气,汤加海底火山爆发就是一个例子,其给大气带来的影响还在评估。此外海底火山喷发会影响海洋生物的生存,对生态、渔业和海洋养殖业都有影响。
源:壹图网
海底火山喷发一方面给人类社会造成了巨大的损失,另一方面也带来多种资源。海底火山喷发形成火山岛和火山周边的环形珊瑚礁也是重要的旅游资源,而旅游业是太平洋岛国上国民经济的重要支柱。此外,海底火山喷发还会形成各种火山矿床,如铜矿、金矿、硫铁矿、重晶石等金属或非金属矿产。


作者介绍


等风,地理科学专业。


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编辑:任雅琳

审稿:李婷

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