火山
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火山是地下深处的高温岩浆及其有关的气体、碎屑从地壳中喷出而形成的，具有特殊形态的地质结构。火山爆发是一种很严重的自然灾害，它常常伴有地震。 火山可以分为死火山和活火山，一段时间内没有喷发的活火山叫做睡火山（休眠火山）。另外还有一种泥火山，它在科学上严格来说不属于火山，但是许多社会大众也把它看作是火山的一种类型。 火山喷发会对人类造成危害，但是它也带来了许多好处。许多宝石都是由于火山喷发形成的；火山喷发也能扩大陆地的面积，夏威夷群岛就是由火山喷发而形成的。 专门研究火山活动的学科叫做火山学。
[编辑] 火山的成因及分佈
板塊構造學說主張板塊的運動，是由於地球內部軟流圈的熱對流造成的。而當板塊互相推擠，密度較大的一邊會下降到另一邊下方，稱作隱沒，而發生隱沒的帶狀地區稱為隱沒帶或聚合性板塊交界。地底的高溫會將隱沒的板塊熔融，形成岩漿。岩漿藉由浮力緩緩上升，最後聚集成為岩漿庫，就是火山底部儲存岩漿的場所。而當岩漿中的氣體壓力累積到一個程度，火山就爆發了。例如：環太平洋地區的火山，大多為此種火山。 有些火山分佈在板塊的張裂性交界上，也就是兩個板塊分離的帶狀地區。在這種地區，高溫的地函物質會上升，形成海底火山山脈，稱作中洋脊。 
還有一些火山並不位於板塊的交接處，例如美國黃石複式破火山口及夏威夷群島。火山學家稱這些火山是坐落於「熱點」上。目前熱點的作用機制尚不清楚，但科學家普遍認同熱點是由地函底部上升的「熱柱」造成。當板塊在熱點上做水平移動時，便有一連串的火山生成。這樣作用連續發生後，會造成一系列的火山島群，而離熱點越遠的火山其生成年代越老。 [编辑] 火山的分佈受火山成因的影響，世界各地的火山大多分佈在板塊交界處，但仍有部分例外(熱點)。主要的火山帶包括：
[编辑] 火山的構造火山噴出物在岩漿通道口堆積而成的錐形山丘，稱為火山錐。火山錐上可能形成小型火山錐，其通道與主體火山錐的通道相連通但無獨立的岩漿源，稱為寄生錐。頂部的漏斗狀窪地(原岩漿噴出口)稱做火山口。岩漿噴出地表的通道，稱為火山喉管，而一旦該通道為冷凝的岩漿阻塞，稱火山頸[2]。 [编辑] 火山的外形及地形
[编辑] 複式火山複式火山(Stratovolcano，又稱為成層火山)，其外觀多為優美、對稱的錐形。它們是由無數熔岩流不斷堆積形成的。此種火山的熔岩黏滯性較高，通常為安山岩質。因其優美對稱的外型，多成為觀光勝地。許多著名的山都屬此類，例如：日本的富士山、台灣的七星山、菲律賓的馬榮火山、義大利的維蘇威火山、Stromboli火山等。 
[编辑] 盾狀火山盾狀火山(Shield Volcano)具有寬廣緩和的斜坡，整體看來就像是一個盾牌。此種火山通常由玄武岩岩漿構成，流動性高，故能夠分布在很大的區域，才能形成寬廣的山形。最著名的例子是夏威夷群島，這個群島的每個島嶼都是一座巨大的盾狀火山。 [编辑] 火山穹丘
火山穹丘(lava dome，或稱為熔岩穹丘)，常見於火山口內或火山的側翼，是一種圓頂狀的突起，看起來類似某些植物的球根。火山穹丘是由高黏度的熔岩形成的，由於其黏度太高，不能從火山口遠流，在火山口上及其附近冷卻凝固。火山穹丘會成長，這是由於地底岩漿庫的空間不足以容納所有岩漿，導致部分岩漿擠入穹丘下方。如果成長中的穹丘是位於陡峭的山坡上，其成長有可能導致重心的不穩定，最後導致山崩或火山碎屑流。[1] [编辑] 火山渣錐火山渣錐(Cinder cone)是指由火成岩屑或火山渣(火山的噴出物質)在火山口周圍堆積而成的山丘。大多數的火山渣錐都很耐侵蝕，因為落到錐上的降雨滲入到高滲水性的火山渣裡，較少對它們的表面進行侵蝕作用。由於火山碎屑物膠結鬆散，故無法形成較高的堆積，通常都小於500公尺。 [编辑] 其他地形
[编辑] 火山的噴發火山噴發是指：火山從地面下經由一個通道，將氣體、碎屑或岩漿噴出地表的過程。通常包括三個階段：岩漿形成及初步上升、進入岩漿庫(岩漿的儲存處)及噴發。 [编辑] 火山噴發的長短
而史密森學會(The Smithsonian Institute)[4]的另一種分法，是以每兩次噴發之間的靜止期間來界定一次完整的噴發。兩次噴發之間的間隔若超過三個月，那這兩次噴發就分屬於兩次不同的噴發。 [编辑] 影響的因素[编辑] 岩漿的成分及流動性火山噴發的型態，受到噴出岩漿的流動性及揮發成分的量影響，有著很大的不同。揮發成分的量會影響岩漿的噴發力道。揮發成分越多，火山灰及熔岩就會被噴得越高，也就是會形成較大的爆發。岩漿流動性的指標，岩漿黏度主要是由岩漿中二氧化矽(SiO2)的含量(從50%到70%)與溫度的高低來決定。二氧化矽越多或溫度越低，岩漿就越黏，流動性也越低。另外噴出物的量越多，速度越快，被影響的區域也會跟著加大。
舉例來說，玄武岩岩漿含二氧化矽成分少，揮發成分也相對少且溫度高、黏度小。因此玄武岩岩漿流動性大，其噴發相對較寧靜，多爲岩漿的溢出，形成大面積的熔岩臺地和盾形火山。而流紋岩和安山岩岩漿富含二氧化矽和揮發成分，其流動性差，因此火山噴發猛烈，爆炸聲巨大，有大量的火山灰、火山彈噴出，常形成高大的火山渣錐，並伴有火山碎屑流和熾熱火山雲，往往造成重災。[5]
依照岩漿成分的不同，可以簡單分為兩種不同的噴發方式。
[编辑] 岩漿上升通道的特性依此性質，可以將火山分為：
[编辑] 噴發的地點火山噴發的地點，也對噴發的型態有所影響。特別是當水存在時，會有劇烈的變化。
[编辑] 噴發的類型火山的噴發類型是幫火山分類的其中一種方式，這會影響火山的形狀。1908年，阿爾弗萊德·拉克魯瓦(Alfred Lacroix)將火山的噴發分為四種類型：夏威夷式(Hawaiian)、史沖包連式(Strombolian)、伏爾坎寧式(Vulcanian)及培雷式(Peléan)。而後學者又增加兩類：冰島式(Icelandic，或稱蘇特塞式)及普林尼式(Plinian)。以上六種噴發形式為現今之分類方式，這些分類皆以其代表火山命名。但這仍不是最完善的分類方式，實際調查顯示，一座火山即使以某一種類型為主，並不代表它不會出現其他種類的噴發。 
[编辑] 夏威夷式此類火山的噴發物為大量基性熔岩流，岩漿黏度小，流動性大，故爆裂較少。熔岩通常從火山口和山腰裂隙溢出，氣體釋放量不定。由於噴發時岩漿受到壓力作用，到達地表時會形成熔岩噴泉。 夏威夷式噴發通常會形成火紅的「熔岩河」，熔岩往往是多次溢流，而且有許多裂隙作爲通道。最後通常形成平坦的熔岩穹丘。1942年夏威夷的冒納羅亞火山(Mauna Loa)的爆發為此種火山之範例。該種火山的噴發，可大略分為三個階段：
這種類型的噴發基本上不會有人員傷亡，但會造成農田村莊的損壞及財産損失。 [编辑] 史沖包連式（史湯玻利式）史沖包連式的噴發是以義大利的史沖包連火山（史湯玻利火山）為範本。其噴發特徵為熾熱的熔岩「噴泉」，其熔岩的黏性比夏威夷式要大，噴發時通常伴隨著白色蒸氣雲。熔岩流厚而短，組成為玄武岩與安山岩。此種火山不斷噴出紅熱的火山渣、火山礫和火山彈，爆炸較爲溫和。大部分的火山碎屑又落回火口，再次被噴出，其他的落到火山錐形成的坡上並滾下山坡。 
[编辑] 伏爾坎寧式伏爾坎寧式的噴發是以義大利的伏爾坎寧火山為範本。這種形式的火山噴發出的熔岩，較史沖包連式火山的熔岩黏度更大，噴發更爲猛烈。不噴發時，熔岩在岩漿庫的出口處堆積，形成厚重的凝結外殼，氣體會在其下聚集。 當氣體的壓力增大到某個極限時，會發生猛烈的爆炸(有時足以摧毀一部分火山錐)。這個爆炸使阻塞物被炸開，一些碎片和熔岩組成的火山彈和火山渣會被噴出。同時會伴隨含火山灰的「花椰菜狀」噴發雲，這種烏雲在黑夜中非常黑暗。當火山口的「阻塞物」都被噴出後，就會有熔岩流從火山口或火山錐側緣的裂隙中湧出。 [编辑] 培雷式培雷式噴發的範本是西印度群島馬丁尼克島的培雷火山在1902年的噴發。培雷式噴發的岩漿黏度很高，爆炸特別強烈。明顯的特徵為熾熱的火山碎屑流，一種溫度非常高的氣體，夾雜大量的碎屑及岩石，沿著山坡向下移動，產生類似颱風的破壞。 
在培雷式噴發中，欲向上逸散的氣體經常被火山口中的熔岩堵住，使壓力逐漸增大，最後產生爆炸。熔岩被火山灰含量很高的氣體推動而向外流出，但除了從火口中流出粘稠的熔岩外，其他地方沒有熔岩流出的現象。 [编辑] 普林尼式普林尼式噴發是目前已知最猛烈的噴發型態。儘管與培雷式噴發有些類似，但它們是不同的[4]。普林尼式噴發有兩個最主要的特徵，一是非常強烈的氣體噴發(產生數十公里高的煙柱)，二是噴發會伴隨大量浮石的生成。普林尼式噴發的岩漿黏度非常高，火山碎屑物通常占總噴出物的90%以上。噴出物以浮石、火山灰爲主，分佈區域廣大。噴發煙柱因重力牽引下降時形成大規模的火山碎屑流。僅噴出極少量的熔岩。由於爆發強烈及物質大量抛出，常形成錐頂崩塌的破火山口。「普林尼式噴發」這個名字是為了紀念古羅馬的老普林尼。此種噴發的範本是西元79年維蘇威火山的爆發，這次爆發使龐貝被埋在平均7公尺厚的浮石層之下。1980年5月18日美國聖海倫火山的爆發也是普林尼式。 [编辑] 冰島式冰島式噴發的火山通常是位於淺海中的火山。其玄武岩岩漿與海水接觸，產生水蒸氣爆炸，散佈大量火山灰。冰島式噴發可歸類為水火山式噴發的一種。 [编辑] 其他噴發型式
[编辑] 火山的活躍程度
火山的活躍程度可以大致分為三種：活火山(地底岩漿庫存在且正在活動)、休火山(地底岩漿庫存在但暫不活動，也稱睡火山)及死火山(地底岩漿庫已不存在，已無任何活動)。火山學家目前對如何界定以上三種火山尚無結論。因為火山的活躍週期非常不固定，短至數天，長至數百萬年。而且有些火山只有非爆發性的活動，例如地震、氣體溢散等。 [编辑] 後火山作用火山活動終止之後，地底下仍然有殘留的熱能。這些餘熱加熱地底下殘留的氣體，使地底下累積之蒸氣壓力增大。最後在某些特定地點，如火山口或斷層附近爆破地面而出，造成爆裂口。例如台灣陽明山國家公園的小油坑即是一個爆裂口。在爆裂口內常有噴氣孔、硫氣孔和溫泉的存在。氣體及受熱地下水也有可能沿著斷層裂隙衝出地表，直接形成噴氣孔或溫泉。這些現象稱為後火山作用。 [编辑] 火山造成的災害[编辑] 火山的益處火山的益處舉凡火山地質、火山地形及後火山作用的地熱和溫泉，肥沃火山土壤，都帶給人們相當多的益處 [编辑] 重要火山现在的科学发现表明，在许多行星和卫星上都有火山。在太阳系中现在有確實證據證明仍有火山活动的是地球和木星的卫星埃歐(木卫一)。地球上的火山活动平均每年大约有50多次。但是其中大部分都是在海底和人迹罕至的群山中，因此对人类产生影响的火山活动感觉上很少。 [编辑] 地球
[编辑] 其他太陽系中的火山月球沒有火山活動，但仍具有許多曾有火山活動的特徵，諸如月海、月谷及拱丘等。金星的表面有90%是玄武岩[6]，地表地形有80%為火山地形[7]，表示在金星表面形成的過程中，火山扮演了非常重要的角色。金星可能在5億年前有過全星球的表面再造運動[8]，科學家發現的證據包括表面隕石坑的密度等。熔岩流在金星可說是非常普遍，而且各種不在地球上出現的火山作用也在金星上出現。金星大氣層組成的變化及闪电的發生，被認為是因進行中的火山噴發而造成。但目前沒有任何的確切證據能說明金星的火山是否仍然活躍。 
觀測發現，火星上有一些死火山，包括四座巨大的盾狀火山，比地球上任何一座山都來的巨大。這些山包括了：阿爾西亞山(Arsia Mons)、阿斯克拉厄斯山(Ascraeus Mons)、海卡特斯山(Hecates Tholus)、奧林帕斯火山(Olympus Mons)及帕蒙尼斯山(Pavonis Mons)。美國太空總署、歐洲太空總署及義大利太空總署(Italian Space Agency)合作發射了火星探測太空船，『火星快遞(Mars Express)』號[9]。這個計劃的主要目標是要尋找地下水源和合適登陸的地點，並研究火星的大氣層、行星結構和地質構造。這個計劃發現了一些證據，顯示奧林帕斯火山可能尚未完全熄滅。這可能推翻「這些火山早在數百萬年前就已成為死火山」的說法[10]。 木星的衛星埃歐是太陽系中火山活動最劇烈的星體，原因是來自它與木星、木衛二及木衛三的潮汐力作用，這個力量使木卫一扭动、弯曲，幅度约100公尺，並在這個過程中产生能量。埃歐的火山會噴出硫磺、二氧化硫及矽酸鹽岩石，使得整個衛星的地貌完全改變。埃歐的表面有大量的破火山口、硫湖、連綿不絕的火山山脈。 埃歐的火山所噴出的岩漿是目前已知最熱的，溫度約為1800 K (1500°C)。木衛一火山的噴發物可以射至極高處，離表面可達300公里以上，在噴發出的一刻，其速度可達每秒一公里。在2001年2月，太陽系中有史以來最大的火山活動在埃歐發生。[11]來自聖路易大學及華盛頓大學的研究人員對木衛一上的火山噴發進行電腦模擬實驗。實驗結果顯示，木衛一的火山所噴出的熔岩能將其表面的鈉、鉀、矽及鐵等物質及化合物熔化、蒸發到大氣中。這些氣態物質與火山噴出的氣體(含亞硫化物及氯化物)發生反應，形成了木衛一大氣獨特的組成成份：鈉的氯化物、鉀的氯化物及鎂和鐵的二氯化物。 木星的另一顆衛星，歐羅巴(木星的四顆伽利略衛星中最小者)，也被認為擁有活躍的火山系統。但是它的火山「熔岩」組成完全是水，並且在歐羅巴寒冷的表面結冰。這使它的火山噴發時看起來就像是一個凍結的噴泉。這種型態的火山現在被稱做冰火山(cryovolcanism)，是類木行星的衛星上最常見的火山噴發形式。冰火山的噴出物可能由水、冰、液態氮及液態甲烷組成。 1998年，航海家二號太空船發現了海王星其中一個衛星，崔頓上的上的冰火山。在2005年，卡西尼-惠更斯號的探測器拍攝到了土星的其中一顆衛星，土衛二上的水蒸氣噴發。[12]卡西尼-惠更斯號也發現了土衛六上一座冰火山噴出液態甲烷的證據。這被認為是造成土衛六大氣層中高甲烷含量的原因。[13]科學家推論，柯伊伯帶天體中的小行星50000(Quaoar 50000)可能也有冰火山活動的存在。 [编辑] 火山學[编辑] 神話與傳說[编辑] 資料來源
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