火山活动是地球具有生命力的重要象征。我们以夏威夷火山为例,来说说火山的形成与作用。

夏威夷群岛位于北太平洋中部,由8个大岛和100多个小岛组成,群岛的生成与海底火山活动有关。夏威夷岛是群岛中最大的岛屿,也称为大岛。岛上的基拉韦厄和冒纳罗亚火山都是世界上活动力旺盛的火山,其中冒纳罗亚火山被称为地球上最大的火山。

夏威夷群岛上的火山是现代活火山地形中发育最为典型的。群岛上大量圆丘式高山,都是古火山喷发留下的痕迹。火山岛中以最南端的夏威夷岛为最大,最高峰冒纳开亚山位于岛上的南部,它与北部的莫纳罗亚火山构成三角形状。

太平洋中间的为何这么多的火山呢?而且是一串火山岛链?我们知道,地球上的火山大部分都是在板块的边界处。这里也是板块边界吗?其实不然,夏威夷火山是在太平洋板块的中间,离它的边界还远得很。

为了回答太平洋板块中间为何出现大量火山的问题,自19世纪以来,地质学家们一直在研究夏威夷火山和火山岛链,提出了多种假说来解释它们的成因与机理,希望能更好地解释所观测到的各种自然现象。

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最后形成的共识是,火山喷发到地表的熔浆,是来源于深部地幔高温高压岩浆流体,这些火山喷发的地方称之为热点。并且认为热点下深部存在地幔柱,深度可达地幔和地核之间的交界处,深度到2900km。 地幔柱上涌物质提供了这些板内热点的高温岩浆,形成了现在的地幔柱理论。

而有关夏威夷火山岛链的成因,其实是地幔柱和板块活动共同作用的产物。具体过程是,太平洋板块在先西北方向移动时,把地幔柱热点之上的火山不断带走,就在太平洋内留下了一串火山岛链。仔细看,这个岛链并不是直线,在中间有个拐弯的地方,说明板块运动时它的方向曾经发生过改变。

再来看环太平洋火山带,它是一个围绕太平洋经常发生地震和火山爆发的地区,全长4万公里,呈马蹄形。环太平洋火山带共有活火山512座,占全球活火山数量的80%,而且地球上90%的地震都发生在这里。其中地处环太平洋火山带的印尼,约有130座活火山,地震和火山活动频繁。

那么为什么全球主要的火山都围绕太平洋呢?这是因为环太平洋火山带是由板块构造造成的。地球的板块就像地球表面上的巨型木筏,经常在彼此旁边滑动、碰撞,经常性一方压住另一方。而太平洋板块本身就非常大,因此它与许多大小板块接壤并相互作用。太平洋板块与其周围构造板块之间的相互作用产生了巨大的能量,这些能量积聚后,又很容易将岩石熔化成岩浆,接着这种岩浆就会以熔岩的形式上升到地表并形成火山。

自地球诞生至今,火山活动就没有停止过。我们的地球文明,也离不开火山活动带来我资源和能量。如果哪一天地球上没有火山活动了,地球的生命也就到了晚年,也就不再适合人类生存了。

本文为科普中国·星空计划扶持作品

作者:肖龙

审核:张玉修

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