夏威夷群島在太平洋的中央。這些島嶼都是火山噴出的熔岩堆起來的,最大的一個島是夏威夷島。島上現在還有兩座活火山,一座叫洛阿火山,海拔4168米;一座叫基勞埃阿火山。海拔1247米。兩座火山互相連接,基勞埃阿火山就像在洛阿火山山腰上一樣。這是一塊比較平坦的地方,好像山腰的一個階梯,看不見錐形的山峰。在人們眼前的火山口,是一個充滿了赤熱熔岩的火湖。一到火山噴發的時候,“湖水”就漲了起來,漫上湖岸,向低處奔流,形成熔岩瀑布、熔岩河流。這裏的熔岩流速很高,每小時可達二三十千米。由於火山噴發的通道堵塞不嚴,極少發生爆炸,因而也沒有碎屑物質噴起。人們看到的隻是像噴泉一般湧出的熔岩。這裏的熔岩之多,十分驚人。基勞埃阿火山噴出的熔岩曾經形成了長約50千米、平均寬度大約2500米的巨流。1868年,夏威夷群島上的火山流出的熔岩,體積達到16.7億立方米。如從海底算起,熔岩構成的夏威夷島高達9000多米。

但是,現在冰島上的火山噴出的熔岩,規模比夏威夷島上的還要大。1783年,這裏的拉基火山噴發,流出的熔岩達到129億立方米以上,掩蓋了565平方千米的麵積。

為什麼拉基火山噴出的熔岩的規模能有這樣大呢?

原來我們前麵談到的種種火山活動,都是岩漿經過管狀的通道從地下衝出來的,稱為中心式噴發。而拉基火山的噴發,卻是岩漿沿著一條長達三四十千米的裂隙溢出,稱為裂隙式噴發。長長的裂隙當然要比管狀的孔道更便於岩漿衝出地麵,所以流出的熔岩很多,流布的麵積也很廣。

在今天的地球上,隻有冰島還有裂隙式噴發出現。但是,在地球曆史上,這種類型的火山活動卻是很多的。我國東北長白山一帶,內蒙中部,福建、浙江兩省,四川、雲南、貴州交界處,都有過這種噴發,留下了大片熔岩凝結成的岩石。長白山一帶,這些岩石分布的麵積達到4萬平方千米左右,可以想見當時火山活動規模的巨大了。不過,這還不是最大的。在地球曆史上,熔岩流布的麵積有達到幾十萬平方千米以上的。這種地區有好幾處,印度的德幹高原就是一個由熔岩構成的台地,麵積達到六十幾萬平方千米。這樣大的規模,顯然不是中心式噴發所能形成的。今天的火山活動和地球曆史上的火山活動有相同的地方,但不是曆史的重演。自然界的事物是不斷發展變化的,火山的活動也是這樣。

猛烈的爆發過去了,熔岩也停止流出,大地恢複了平靜。但是,不少火山仍然餘波未平,繼續產生影響,出現許多新的奇跡。

1912年阿拉斯加卡特邁火山大爆發後,那裏出現了一個奇異的萬煙穀。幾百萬股氣流從地下不住地噴出,溫度很高,可以把鍋子放在上麵做飯。這些氣流大部分是水蒸氣,升空以後凝成了雲霧。

噴煙是好些火山猛烈爆發後遺留下來的現象。墨西哥首都東南有座波波加德帕特爾火山,頂上已經蓋上了白雪,仍然經常為水蒸氣和硫磺蒸氣形成的雲霧所籠罩。新西蘭北島上的塔拉威拉火山在1886年爆發後,長期有煙雲在火山口內盤旋,七八十千米以內的地方都看得見。

火山爆發以後噴出的煙中,已經沒有碎屑物質了,主要是水蒸氣和其他各種氣體。要是水蒸氣多,就形成煙霧;水蒸氣少,不一定能看見冒煙的現象。但是,因為還有氣體從地下噴出,有時會形成一些別的看起來很奇怪的現象。日本的越中立山和三瓶山中有的地方,鳥兒在那裏停留就會死亡。原來,那裏的地下有大量噴出二氧化碳的孔隙,二氧化碳多了,氧氣缺乏,鳥兒不免要窒息而死。

在對許多火山遺留的噴氣孔進行調查以後,人們還發現,噴出什麼氣體,與它們的溫度大有關係。當溫度很高的時候,氯氣和氯化物的蒸氣就比較多;在溫度大約攝氏一二百度的時候,含硫的氣體占重要的地位;而到了低於100℃的時候,二氧化碳又成為主要的成分。這些氣體的成分和溫度的變化,可以幫助我們預測火山的活動。要是它們的溫度逐漸升高,這就表明火山有複活的趨勢。反過來,就表明它們的活動能力在逐漸減弱。

溫泉從地下湧出,是火山活動以後更為常見的現象。地球上的溫泉很多,不一定都與火山活動有關。但是,不久以前有過或者現在還有火山活動的地區,溫泉特別多,也常常比較熱,這顯然是受了火山活動的影響。

在火山爆發的時候,大量岩漿衝出了地麵,也有不少岩漿留存在地下。這些殘餘的岩漿像個大火爐一樣,把附近的地下水烘熱了。岩漿中的水蒸氣凝結成熱水,流入地下水中,也能使地下水的溫度升高,當這些地下水湧出地麵的時候,就出現了溫泉。雲南西部溫泉很多,就與那裏有過火山活動有關。白頭山也找到了溫泉,就在天池下麵約900米的地方,水的溫度達到70℃以上。許多火山地區都有溫泉。冰島這個國家,火山很多,溫泉也特別多。那裏的人們廣泛引用溫泉來取暖,使首都雷克雅未克成了世界上第一個暖氣化的城市。

岩漿在地下不僅能將水加熱,有時還能使它達到沸騰的程度,形成大量水蒸氣,體積膨脹,產生壓力。這時,如果泉水湧出地麵的通道細長狹窄,並且被溫度較低的水堵住,水蒸氣就會越聚越多,壓力越來越大,終於到了堵塞不住的程度,於是就像火山爆發似地噴了出來。這樣,堵塞在通道中的水便會淩空而起,形成一股高達幾十米的水柱,霎時熱霧彌漫,水沫飛舞,極為壯觀。

在大量水蒸氣噴出以後,地下的壓力減輕了,泉水恢複常態,等到水蒸氣聚集多了,就再一次噴起。因此,這些天然的噴泉總是間隔一定的時間噴發一次,很有規律。

在冰島、新西蘭、堪察加等現在還有火山活動的地區,這種間歇噴泉是很多的;在某些從前有過火山活動的地區,像我國的西藏、美國的黃石公園,這種間歇噴泉也不少。

岩漿在地下的冷卻是很慢的。同時,在火山停止噴發以後,它還有可能在地下繼續活動。因此,火山活動的餘波可以延續很久。在100萬年,甚至幾千萬年以前有過火山活動的地區,溫泉也很多,就是這個道理。為什麼會有火山活動

火山爆發是岩漿衝出地麵的結果,那麼,岩漿又是從哪裏來的呢?

在18、19世紀和20世紀初期,流行過這樣一種看法,認為地球隻有表層的地殼是固體狀態,地殼以下充滿著高熱的岩漿,隻要什麼地方有可能讓岩漿衝出來,那裏就可能有火山活動。這種看法的產生,與人們在打井、開礦等生產活動中發現地下很熱,而且是越深越熱有關。在礦井中,挖得越深,溫度越高。當地麵白雪皚皚的時候,井下竟溫暖如春,甚至炎熱超過酷暑。不過在緊靠地麵一帶,並不是如此,那裏的溫度要受到氣溫變化的影響。在這一帶下麵,還有一個常溫層,溫度經常保持穩定。常溫層約在地下幾米至十幾米一帶。要穿過常溫層,才會出現越深越熱的情況。根據許多地方實測的結果,平均計算起來,每深入地下100米,溫度便大約要升高3℃。各地雖有差別,大體上符合這個規律。照這樣計算,在地下30多千米的地方,溫度超過1000℃,許多岩石都能熔化了。到了60千米深的地方,溫度可達1800℃,最難熔的岩石也該熔化了。因此,人們很容易想到地下深處的物質是處於熔融狀態的。

在地球內部,是不是總是每深入100米,溫度便升高3℃呢?這不可能。因為地球的半徑有6300多千米,要是這樣不斷地升高,地球中心的溫度將接近攝氏20萬度,地球早該爆炸了。在地下很深的地方,熱的傳導比表層容易,可以比較均勻地散布,受深度差別的影響會小一些,溫度估計在攝氏兩三千度左右或更多一些。但這也足以使岩石熔融了。地球內部都是熔融狀態的物質這種看法,似乎頗有根據。特別是這種看法在和地球是一團熾熱的星雲冷凝而成的假說結合起來以後,更顯得頗有道理。據認為,在地球形成以後,外層先冷,凝結成固體的地殼,內部餘熱未盡,仍然是熔融的液體。在地球曆史上,開頭由於地殼還不牢固,所以岩漿沿裂縫大量溢出;後來地殼日益牢固,因而大多轉為中心式噴發。

但是,近幾十年來,人們探知的許多事實,使以上這種看法產生了動搖。由於地震時產生的波動可以探測地球內部的物質狀態,人們發現地球內部從地殼到地下2900千米這一層,隻有固體才能傳播的橫波能夠通過;在地球的最中心部分也有橫波出現。都說明地球裏麵全是熔融的液態物質這種假設不能成立。現在人們比較相信岩漿隻是局部地存在,它是地球某些部分溫度升得特別高或壓力有所減輕造成的。這種想法,是在人們測定了地球內部的熱源主要是放射性元素的作用以後產生的。地球內部有許多放射性元素。它們每時每刻都在放出熱能,維持著地球的“體溫”,使它不致冷卻和收縮。有些地方放射性元素特別多。溫度比較高,岩石就熔融了。

在地下幾十千米的地方,溫度已經能使岩石熔融,曾經有人設想在地殼下,廣泛分布著一層液體的岩漿。但是,地殼下的壓力很大,而且越深越大。在地下50千米的地方,壓力大到130萬千帕。在這樣巨大的壓力下,固體是不容易熔成液體的。在將壓力加大到略高於200萬千帕的時候,便能得到80℃的“熱冰”。因此,一般認為,地球深處的岩石是處於一種溫度很高的潛在的熔融狀態中,表現為固體狀態,但具有塑性,當某處所受的壓力減輕,或溫度升得很高的時候,就會轉變為液態的岩漿,進入地殼中活動起來。岩漿不是廣泛分布在地下的某一層中,而是東一起西一起地分散在各處。

由於我們對地殼的情況了解得不多,許多問題還需要繼續探索。不過可以肯定,地下的溫度確實很高,高到足以使岩石熔融的程度。但是,地下的壓力也很大,限製著岩石的熔融。岩漿就是在這種相互矛盾的影響下形成的。當它衝出地麵的時候,我們看到了火山爆發的現象,而更多的岩漿沒有機會衝出地麵,在地下慢慢冷卻,成為岩石。天安門前人民英雄紀念碑所用的花崗岩,就是這類岩石中最常見的一種。由岩漿凝結而成的岩石,在地殼中占有特別重要的地位。在構成地殼的岩石中,有百分之九十幾是這類岩石。許多礦產的形成也和它們有關。

岩漿要衝出地麵,得有出路。出路在哪裏呢?

如果地殼中有一塊地方產生了裂縫,那裏所受的壓力就會減輕一些,因而促進岩漿的活動,並且為它們的衝出提供通道。

不過,並不是隻要地殼中有裂縫,岩漿就能衝出來的。有時岩漿鑽進裂縫裏,就在裏麵凝結起來,使那裏的地殼加固,反而不能衝出。但是,裂縫的產生確實為岩漿的衝出創設了條件。今天的活火山大都分布在那些地殼中有著大裂縫的地帶。

裂縫的產生是地殼運動的結果。當地殼中發生斷裂的時候,大地就震動了。因此,火山活動多的地帶,地震也很頻繁。岩漿的活動能促成地震,有的大地震也能促成火山的爆發。1960年5月智利大地震以後,好幾座火山接著爆發了。

有了可能衝出的通道,岩漿是不是就會立刻衝出去呢?不,這還要看岩漿本身衝擊力量的大小。

岩漿的衝擊力量從哪裏來的呢?

岩漿很熱,按說在這樣的高溫下,氣體和水分在裏麵是難以藏身的。在平地上,水到100℃就會化為蒸汽。但是,地下的壓力很大,能使氣體和水分包容在岩漿之中,有些像汽水和啤酒在加大壓力的條件下,能包含較多的二氧化碳一樣。當岩漿向地表運動的時候,越是接近地表,受到的壓力越輕,氣體和水蒸氣就逐漸從岩漿中分離出來,產生壓力,最後突開了出口,產生了爆炸或比較溫和的噴發。這種看法是比較可信的。可是,岩漿為什麼會向地表運動呢?我們可以說是地殼運動的影響。但是,究竟是怎樣影響的呢?這又是一個難題。有的人設想,這是由於地球在收縮,所以把岩漿擠上來了。有的人看法相反,認為這是地球某些部分溫度升高,體積膨脹,岩漿自己擠上來的。假說很多,但是我們可以肯定的有這樣一點:岩漿的活動與地殼運動有密切關係。在那些地殼運動強烈的地帶,岩漿最為活躍,最有可能衝出來。今天地球上活火山的分布正好證明了這一點。地球上哪些地方有火山活動

打開世界地形圖,便可以看見太平洋東岸盤踞著綿長高峻的科迪勒拉山係。西岸從堪察加半島開始,向南經千島群島、日本、菲律賓、伊裏安、新西蘭直到南極大陸,分布著一係列大大小小的島嶼。它們都伴鄰著深達五六千米以上的狹長的海溝。這是地球上高低相差懸殊的地帶,也是地殼厚薄變化很大的地帶。在地球曆史的最近階段,這一帶曾經發生過強烈的地殼運動。地殼被擠得上凸下凹,形成高山深海,產生了許多又深又長的裂縫。現在這種運動還沒有完全停止,地震頻繁劇烈,火山活躍。地球上500多座活火山中,有300多座分布在這一帶。人類記載下來的火山活動,約有4/5發生在這一地帶。因此,環抱太平洋的這一帶,被稱為地球的“火環”。

“火環”東部的活火山,主要集中在拉丁美洲西海岸和阿拉斯加一帶。在南美大陸上,活火山從北到南像一串珍珠似地排列在緊靠太平洋的高山中。由於地勢很高,這些火山常在海拔四五千米以上。厄瓜多爾境內的科托帕克西火山,高達5896米,是世界上最高的活火山。山頂經常積雪,遠遠望去,好像戴了一頂白色的帽子。可是,這樣寒冷的山頭,曾經多次噴煙吐火,特別是在18、19世紀,活動相當頻繁。1877年6月26日科托帕克西火山的爆發,曾經造成了約1000人死亡的災禍。1903年,這個火山也活動過。

連接南北美大陸的狹長的中美洲,約有30座活火山。如果把緊挨著這裏的加勒比海一帶的活火山也算上,就有40座左右。從這裏往北,墨西哥也有幾座活火山,主要分布在南部。在這些活火山中,像佐魯羅火山、波波加德柏特爾火山,都是很有名的,特別是帕裏庫廷火山。它在1943年2月20日誕生,到1952年2月25日停止活動。由於它的威力不算很大,在停止活動前經常爆發,所在的地方交通又比較方便,便於觀察研究,因此,人們在這裏看到了一個火山從誕生到停止活動的全部過程,這是很難得的。