作者:肖龙
进入2022年以来,全球多个地方的火山开始活跃起来,尤其是我们的邻国日本樱岛火山已经发生了多次喷发,富士火山也有即将喷发的迹象。为何日本有那么多活火山?和2022年初汤加的火山大爆发有没有关系呢?
要知道这些问题的答案,我们要从全球板块构造说起,因为现今的绝大部分火山都位于板块边界上。地球科学家通过半个多世纪的研究,发现地球是由6大板块组成的,分别是太平洋板块、印度洋板块、欧亚板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块。这些板块之间的边界存在相对挤压或者拉伸。通过挤压,一个板块还会俯冲到另外一个板块之下,形成俯冲带,例如马里亚纳海沟。而板块之间的拉张会形成破裂带,例如大洋中脊。这些地方也是地球上地震和火山最为活跃的地方,百分之九十以上的火山和地震都分布在这里。
日本海沟和俯冲带之上的火山形成机制
而我们今天探讨的日本火山活动则是受到了太平洋板块活动的影响。由于太平洋板块在过去亿万年中,不断的向西运动,与西侧的欧亚板块挤压,密度较大的太平洋地壳物质,被俯冲牵引到欧亚大陆板块之下,形成了地球上最深的马里亚纳海沟,并且同时产生大量的火山和地震。从全球地质构造图上可以看到,日本就位于太平洋板块的西缘,处于地球上著名的环太平洋火山带上,这个带也经常被称为“环太平洋火环”。
正是由于板块之间这样的挤压和俯冲,在日本境内形成了200多座火山,其中有大约100座是活火山。因此日本素有“火山之国”之称。在日本的火山中,人们最熟悉的,莫过于富士山了,而最近比较活跃的就是樱岛火山,也引起了大家的关注。
樱岛是位于日本九州南部鹿儿岛湾内的一座活火山岛,面积77平方公里,由3座火山体组成。樱岛距离鹿儿岛市区仅仅只有4公里,经常可以看到火山口的喷烟景象,而飘在樱岛上空的朵朵白云,就经常是火山云。
樱岛本身就是从海底长出来的一个火山岛,约在2万6千年前形成。它原先是座海底火山,随着火山喷发物越来越多,海底火山就长出了海面,形成了海岛,就像夏威夷岛和南太平洋区域的很多岛屿一样,都是火山岛。樱岛的火山活动异常活跃,其中发生在1914年的大爆发,给当地居民造成了极大的生命和财产损失。这次喷发形成大量的火山岩浆填平了当时樱岛和大隅半岛之间的海峡,使得樱岛与九州陆地的大隅半岛相连,樱岛从此变成了半岛。
樱岛火山在2022年初和年中持续喷发,也会让大家想起2022年初在汤加发生的火山大爆发。这些火山活动之间有何联系呢?
尽管日本与汤加相距甚远,一个在太平洋的西北,另外一个在南太平洋的西部。但是,从板块构造的角度来看,他们有个共同的特点,就是都是位于太平洋板块的西侧,都位于太平洋板块向西的挤压俯冲形成的俯冲带之上,是前面所说的环太平洋火山带的重要组成部分。
具体来看,日本的樱岛火山分布在日本海沟之西。海沟之下就是向西俯冲的太平洋板块。太平洋板块在向欧亚板块之下俯冲时,随着俯冲深度和压力的增加,就会将洋壳沉积物中的水释放出来,水的密度小,就会向上迁移到俯冲板片之上的岩石圈中。正是这些水的加入,降低了岩石圈的熔点,使得那里的岩石发生熔化,形成岩浆,喷出地表后,就是我们看到的火山岩。由于岩浆中有大量的气体,他们的密度更小,向上运移的速度更快,往往在火山喷发之初先喷发出来,这是火山活动常见的现象。
汤加火山也是同样的形成机制,只不过是在太平洋板块俯冲到印度洋版中的澳大利亚微板块之下,洋壳脱水导致上覆地貌岩石熔融形成的。多个火山沿俯冲带分布,形成了汤加火山岛链。其中,2022年初发生的大爆发,就位于这个火山岛链中。
因此,要了解火山的分布和火山喷发的原因,要从地球的结构和运动规律去寻找证据。
文章由科普中国-创作培育计划出品,转载请注明来源
来源: 科普中国-创作培育计划