第十章 火山
很可能有一天,地球外壳再也承受不住空气和水对它各个部位的不断侵蚀而发生大骚动。为什么毁灭性的地震灾害不再那么频繁呢?为什么气体物质和炽热的物质不会每天都爆发,让压制着它们的穹顶上升并发出巨大的响声呢?为什么剧烈的爆炸不会炸碎地壳,把碎片抛向遥远的太空呢?
这些不会发生是因为安全阀门火山口的存在,这些火山口把地球内部和外部连接起来,为一切强大的爆炸力提供了出口。它是那些试图通过破坏地壳从地球内部逃离的气体的出口,火山使得地震的破坏力减少了。在火山活跃地带有这样的规律:每次地面强烈震动时,都预示着附近有一处火山将要爆发,火山爆发之后,震动就停止了。因此,火山堪称最安全的阀门,因为它可以削减地球内部熔炉爆发的力量。
火山是一座有着漏斗状开口的山,这个开口就是火山口。火山口的底部通过弯弯曲曲的火山管与地球内部相通,火山管的长度无法确定。火山的高度不一。有些只有几百米,有些则高达几千米,甚至更高,像南美洲的安蒂萨纳火山就有5837米高。火山口的宽度也是不一样的。1822年维苏威火山爆发时,火山口的周长有4千米,深度是300米。在夏威夷群岛,有一个火山口的周长是二三十千米,深度是400米。一般来说,火山口都是比较小的。欧洲比较出名的火山有:拉普兰附近的维苏威火山;西西里的埃特纳火山;冰岛的赫克拉火山、斯加普塔尔火山以及其他6座火山,还有几座死火山。维苏威火山高1190米,赫克拉火山高1690米,埃特纳火山高3315米。
要想理解火山爆发,维苏威火山是一个最棒的例子,相对来说,它离我们比较近,我们对它也比较有兴趣。
在火山爆发前,火山口常常笼罩着烟柱,而且烟会垂直上升到距火山3倍高的高空。到达这个高度后,烟就开始四处扩散,遮云蔽日。在火山爆发的前几天,厚厚的浓烟笼罩在火山口上方,形成一大片乌云。然后维苏威火山附近的地面开始震动,从地下传来巨大的响声,而且声音会越来越大,很快就大过霹雳般的雷声。你可以把它想象成在火山内部有一座巨形大炮正在发射。
突然,一阵火焰从火山口冲出,冲到两三千米的高空。火山上方的云变成了火红色,天空就好像着了火似的。数不清的火花像闪电一样冲到火焰的最高处,布满天空,在它们后面留下的是闪闪发光的轨迹,之后,像火雨一般落到火山附近。从远处看,火花显得非常小,事实上它们是巨大的,有些可能有几米宽,掉下来的时候产生的冲力足以摧毁最坚固的建筑物。有哪种人发明的机器可以把这么多的岩石送到如此高的地方呢?任何外力都没办法完成,这股地下的力量却可以一次又一次地做到,就好像在演习一样。连续好几个星期甚至几个月,维苏威火山不断地向天空喷射,如同放烟花般,巨大绚丽的火焰不断地从火山口喷射而出。
同时,从火山深处几十千米的地方,熔化的矿物质,即火山熔岩,不断地从火山管上升,从火山口喷涌出来,散发出如同正午艳阳般的光芒。火山熔岩的喷发发生在火山冒烟之后,预示着火山即将爆发。不久,火山口就被熔岩填满了,伴随着地面的强震,火山口附近的地面发生崩裂,爆发出巨大的响声,岩浆透过裂缝和火山口的边缘往外喷流。
炽热的岩浆缓慢前行,但又是无法阻挡的。接下来,这些熔岩会化成一片火墙继续前进。在它扑过来之前,人还是可以逃离的,不过一切固定的东西就没办法了。碰到熔岩的百年老树会燃烧起来,而且很快会被烧成灰,最厚的砌石也会被烧成石灰,最硬的岩石也会变形,最后熔化掉。
不久后,岩浆会停止喷发,但是这时候被压抑许久的气体就会被释放出来,气体的爆发可能会带来比岩浆喷发更大的破坏。气体从火山口喷出,把大量的火山灰、熔岩颗粒带到空中,形成黑色云层,最后又落回火山附近的平原地区,有时候这些火山灰、熔岩颗粒会被吹到几千米远的地方。最后,可怕的火山平息了下来,一切都回到以前的状态,等待下一次的爆发。
一次火山爆发喷出的岩浆数量是非常多的,其占据了火山喷发物质的大部分,下面的例子可以证明。
在1783年6月11日,冰岛的斯加普塔火山爆发了。喷射出来的岩浆瞬间蒸发了一条长60米、一两百米宽的河流。火与水的斗争虽然可怕,但是非常短暂,在河水被蒸发掉后,岩浆就填满了整个河道。不仅如此,岩浆还溢出来,流到附近的平原地区,蔓延到很远的地方,甚至还蒸发了大湖里的水。接着继续前进,流向一个古老的空河道,通过这个河道,流进地下洞穴,地下洞穴的墙像蜡一样被蒸发了。
一周后,火山第二次喷出岩浆柱,这些岩浆淹没了第一次喷发的岩浆,流进了经过几百年由瀑布冲击形成的深谷里。填满深谷后,岩浆继续前进,流到了70千米远的地方才停下来。在开阔的平原地区,岩浆宽度为20~30米不等,平均深度是30米,不过在狭窄的峡谷,它的深度达到了183米。据统计,岩浆的扩散面积达到了320平方千米,把平原变成了一片火湖。你们是不是想知道如果这些矿物质熔岩从地球内部流出来,几年内一直保持着炽热的温度并持续冒烟会是什么样的情形?
在火山平息一段时间后,火山口的内部没有什么危险,这时候是允许参观的。我们可以看到一堆被烧成灰烬的岩石、矿渣以及成堆的熔岩石。到处都有从裂缝喷出的令人窒息的蒸气,而且透过裂痕还可以看到地球内部的火焰正在燃烧。在火山口的底部凝固的熔岩堵住了火山漏斗状的出口,就像大锅炉的盖子一样。有些时候火山口是非常危险、难以接近的,散发着令人恐惧的气息。
下面记录的就是著名的旅行家——亚历山大·冯·洪堡刻骨铭心的经历:
“在1802年的春天,我和一个印第安人攀登了皮钦查火山的火山口周围的三座岩石中最东边的那座。我们奋力前进,攀登的过程十分艰辛,但是我们的热情没有丝毫削减。我们并不确定所走的路线是不是正确的,直到穿过密密麻麻的无味的蒸气云。地面到处覆盖着有裂痕的冰雪,我们知道,为我们铺路的这些冰雪随时都有崩塌的可能。蒸气云挡住了我们的视线,甚至前面几步远的地方都看不到。我们慢慢地向前进,穿过冰雪路,可是走了一点儿后,就闻到了硫黄的味道,这时候我们已经离火山口很近了,而且我还能感觉到我们脚下很深的地方有火在燃烧着。不知不觉中,我们已经走在深渊上方的冰桥的边缘。我赶紧抓住印第安人的外套,然后让他跟着我跳到一块几米宽的光秃秃的岩石上面。
“我们俩都躺在火山口边缘的一块石板上停下来休息。在我们正下方就是可怕的深渊。没有任何语言可以表达我们面前的一片混乱,而且我还怀疑,是否最富有想象力的头脑在它最可怕的噩梦里出现的可怕的场景也没法与我们现在看到的相比。想象一下,一堵周长接近4千米的圆形围墙,它的墙壁是垂直的,墙边都被冰雪覆盖。整个内部都是黑漆漆的,往这个黑黑的无底洞的深处看一下都会感到一阵眩晕,黑暗中,可以看到几座山的山顶,就在我们脚下四五百米的地方,它们的周围有好几十处裂缝,不断喷出带有硫黄气味的烟雾。由此,我们就可以判断这些山的根基所在。”
另一个旅行家,阿曼达·国利伐写道:
“现在,在我们脚下的就是埃特纳火山的山口。但是它并不像其他火山那样是漏斗形的;它是一个垂直的山谷,蜿蜒、幽深、不规则,其陡峭的山边由许多的石头和岩石熔岩堆砌起来,可能是因为火山爆发的力量,也可能是掉落的偶然性,所以都奇形怪状的。而且每个地方都颜色齐全,有时候以黑色为主,或者深红色,这让一切显得更为可怕。这里散发着死亡的寂静。数以千计的裂缝悄无声息地喷出了白色的蒸气柱,慢慢地向上飘,笼罩着整个火山口,同时散发着令人窒息的刺激性气味。我们脚下的土地完全都被灰烬和矿渣覆盖了,又潮又暖,像表层覆盖了一层白色的霜。这些潮湿的物质带有酸性,能够很快腐蚀我们的鞋子;像水晶一样发亮的银霜就是硫黄,它们已经被火山蒸发,然后又变成小小的晶体落回地面,再在大自然这个巨大的实验室里发生化学反应,形成盐。
“我们从火山口往里看了许久,然后离开观察点,朝我们东边的小山前进。不过在导游的带领下,我们很快停在了又窄又陡的斜坡前,在它100步远的下方是可怕的悬崖。只见导游卷起袖子,掩住嘴巴,做手势示意我们跟着他做。接着他朝斜坡跳过去,并大喊道:‘快点!快!’
“我们毫不犹豫地跟着他,来到了火山口的边缘,这座火山在10年前爆发过。每隔一段时间,就会从火山深处传来轰隆隆的声音。火山口被不规则的垂直向上的圆形围墙围住。在左边围墙的脚下,有一个巨大的排放口,不断释放出炽热的浓烟。中间、左边,到处都是庞大、布满裂痕的熔岩石,有些呈黑色,有些呈深红色,透过上面的裂缝,可以看见地球内部物质散发的光芒。白色或微带灰色的蒸气从四面八方喷射出来,发出震耳欲聋的嘶嘶声,就好像火车头的蒸气一样。遗憾的是,我们无法在此地久留。这里的气体散发出的刺激性气味几乎让我们窒息,并感到醉酒一般的眩晕,所以我们又回到了安全的斜坡,以保证正常呼吸。”
西西里北部的斯特龙博利岛实际上是一座火山,它的周长有15千米,深700米。它是欧洲最小的活火山,不过却经常爆发。从火山的山峰上可以清楚地看见岩浆在火山里面是怎样流动的。这座岛屿被3个同心圆圈围住,中心就是斯特龙博利火山。这座火山有6个分别独立的火山口,其中两个总是释放出硫黄蒸气,形成大片的蒸气云,笼罩着整个山峰。还有一个喷发带火花的白烟,炽热的石头不断地被抛向天空,又落下,石头之间不停地互相撞击,发出叮当响的声音,就好像炼铁炉的锤子在打铁一样。其他3个火山口则间歇性地爆发。
在火山平息的时候,可以看见像熔铁一样闪耀的岩浆上蹿下跳,有节奏地在火山内部涌动,它们不会从火山口溢出,同时还会发出跟火炉里燃烧的火一样的声音。每一次岩浆上升的时候,一阵白色的蒸气就从里面喷出来,接着岩浆就再一次平息。就是这个蒸汽产生的向上的力让岩浆上升,让它悬浮在火山口。在这些间歇性爆发的火山口中,有两个是每隔8分钟爆发一次,如果第三次爆发是在15分钟之后,则预示着火山的大爆发即将发生。熔岩的这些有规律的活动为更剧烈的活动提供了更多的爆发空间。火山口的围墙开始震动,地面也开始轻微震动,从火山内部传出巨大的轰隆隆声。火山口冒出的烟呈现出鲜红色,震动速度越来越快,强度越来越大,最后熔岩在紫色蒸气柱的推动下,从火山口喷出。从主火山口喷出的熔岩和巨大的炽热岩石碎片喷到了顶峰上方的两三百米处,产生一股巨大的热浪,同时发出巨响。等到达最高点后,熔岩柱就会分散开来,然后又落回火海中,有些是落入大海,有些是落入火山口。最后火山就平息了下来,熔岩又流回火山深处。但是不久之后,伴随着另一阵爆炸声,火山口的熔岩又开始涌动起来。
我们最强大的机器的力量与能让熔岩从地球内部上升到如此高度的力量相比,哪个更强大呢?或许这样的比较并没有多大意义。我们并不清楚火山管到底有多深,但可以肯定的是,它有深入到火山的根基。对我们来说,这个深度已经非常深了。人类制造出的最强大的机器也没办法做到这一切,它只能让跟熔岩直径一样的大水柱上升到100米的地方。况且,熔岩的质量是水的质量的2.5倍,因此它只能把熔岩提升到40米高的地方。按照这个比率,如果要让维苏威火山里的熔岩从火山底部上升到火山顶,那么至少需要30台这样强大的机器的能量。如果是埃特纳火山的话,就需要83台,而我们的最高的阿康卡古斯火山则需要180台。
火山管越深入火山底部,这些数据就越可能是成倍地增加。这些数字也充分证明了推动熔岩上升的这股力量是无比强大的,它可以抵挡阻碍它前进的一切。火山地区没办法承受这么大的力量就会发生裂缝,使喷发出的物质从裂缝流出。在这些裂缝中,很可能就会形成第二火山爆发口,这在埃特纳火山的爆发中我们已经讲过。有时,熔岩在上升的过程中受到阻碍,就会在火山周围另外开辟一个出口,岩浆流就是从这个出口喷出的。在1794年维苏威火山爆发的时候,一股岩浆流冲破地面的裂缝,扩散的面积巨大,足以轻易吞噬整个城镇。
下面是一些重要的火山以及它们相对应的高度:
阿空加瓜火山 | 阿根廷 | 7150米 |
安地桑那火山 | 厄瓜多尔 | 5833米 |
科多帕希火山 | 厄瓜多尔 | 5755米 |
圣·伊利亚火山 | 阿拉斯加 | 5443米 |
波波卡特普特尔火山 | 墨西哥 | 5400米 |
米埔火山 | 阿根廷 | 5386米 |
皮钦查火山 | 厄瓜多尔 | 4855米 |
莫拉罗亚火山 | 夏威夷 | 4800米 |
科流齐绮火山 | 西伯利亚 | 4800米 |
帕斯托火山 | 哥伦比亚 | 4100米 |
特纳里夫岛火山 | 加那利群岛 | 3710米 |
埃里火山 | 南极洲 | 3700米 |
埃特纳火山 | 西西里 | 3315米 |
赫克拉火山 | 冰岛 | 1690米 |
维苏威火山 | 意大利 | 1190米 |
斯特龙博利岛火山 | 斯特龙博利群岛 | 700米 |