如何阻止活火山的爆发?比如在一个岛上,有一座活跃的活火山.怎样才能阻止火山喷发?

发布时间:2021-03-10 13:51:57

如何阻止活火山的爆发?比如在一个岛上,有一座活跃的活火山.怎样才能阻止火山喷发?

网友回答

火山的形成涉及一系列物理化学过程.地壳上地幔岩石在一定温度压力条件下产生部分熔融并与母岩分离,熔融体通过孔隙或裂隙向上运移,并在一定部位逐渐富集而形成岩浆囊.随着岩浆的不断补给,岩浆囊的岩浆过剩压力逐渐增大.当表壳覆盖层的强度不足以阻止岩浆继续向上运动时,岩浆通过薄弱带向地表上升.在上升过程中溶解在岩浆中挥发份逐渐溶出,形成气泡,当气泡占有的体积分数超过75%时,禁锢在液体中的气泡会迅速释放出来,导致爆炸性喷发,气体释放后岩浆粘度降到很低,流动转变成湍流性质的.如若岩浆粘滞性数较低或挥发份较少,便仅有宁静式溢流.从部分熔融到喷发一系列的物理化学过程的差别形成了形形色色的火山活动.
一、火山喷发的过程
火山喷出地表前的过程归纳为三个阶段:岩浆形成与初始上升阶段、岩浆囊阶段和离开岩浆囊到地表阶段.
1.岩浆形成与初始上升阶段
岩浆的产生必须有两个过程:部分熔融和熔融体与母岩分离.实际上这两种过程不大可能互相独立,熔融体与母岩的分离可能在熔融开始产生时就有了.部分熔融是液体(即岩浆)和固体(结晶)的共存态,温度升高、压力降低和固相线降低均可产生部分熔融.当部分熔融物质随地幔流上升时,在流动中也会产生液体和固体的分离现象,从而产生液体的移动乃至聚集,称之为熔离.
2. 岩浆囊阶段
岩浆囊是火山底下充填着岩浆的区域,是地壳或上地幔岩石介质中岩浆相对富集的地方.一般视为与油藏类似的岩石孔隙(或裂隙)中的高温流体,通常认为在地幔柱内,岩浆只占总体积的5%-30%.从局部看,可以视为内部相对流通的液态集合.岩浆是由岩浆熔融体、挥发物、以及结晶体组成的混合物.
3. 从岩浆囊到地表阶段
岩浆从岩浆源区一直到近地表的通路的上升,与岩浆囊的过剩压力、通道的形成与贯通、以及岩浆上升中的结晶、脱气过程有关.当地壳中引张或引张-剪切应力大于当地岩石破裂强度时,便可能形成张性或张-剪性破裂,如若这些裂隙互相连通,就可以作为岩浆喷发的通道.
二、火山喷发条件
一个地方能否形成火山主要在于是否具备以下条件: 1.部分熔融体的形成,必须有较高的地热(自身积累的或外边界条件产生的),或隆起减压过程,或脱水而减低固相线; 2.岩浆在地壳中的富集,或岩浆囊形成的位置与中性浮力面的深度有关,而中性浮力面的深度又与地壳流变学间断面有关; 3.岩浆囊中的物理化学过程,主要是结晶体、挥发物与流体的分额与相互作用,岩浆喷发起着促使、或抑制作用.地壳岩浆囊的存在起着拦截、改造地幔升上的岩浆的作用.它也是形成爆炸式火山喷发的重要条件. 4.岩浆囊的存在对岩浆通道的形成有促进作用,而构造活动产生的引张应力场是形成岩浆通道的主要原因. 5.岩浆离开岩浆囊后的上升受到压力梯度与浮力的双重驱动.
三、火山喷发类型
纵观世界火山的喷发类型,其决定因素一是岩浆的成分、挥发分含量、温度和粘度,如玄武质岩浆含SiO2成分低,含挥发分相对少、温度高、粘度小,因此岩浆流动性大,火山喷发相对较宁静,多为岩浆的喷溢,可形成大面积的熔岩台地和盾形火山;流纹质和安山质岩浆富含SiO2和挥发分,其温度低、粘性大,流动性差,因此火山喷发猛烈,爆炸声巨大,有大量的火山灰、火山弹喷出,常形成高大的火山碎屑锥,并伴有火山碎屑流和发光云现象,往往造成重灾.决定因素之二是地下岩浆上升通道的特点,若岩浆房中的岩浆沿较长的断裂线涌出地表,即形成裂隙式喷发;若沿两组断裂交叉而成的筒状通道上涌,在岩浆内压力作用下,便可产生猛烈的中心式喷发.决定因素之三是岩浆喷出的构造环境,看其是在陆地,还是水下;是在洋脊还是在板内;是在岛弧还是在碰撞带等等.火山所处的大地构造环境不同,火山喷发类型的特点也大不相同.
1. 玄武岩泛流喷发
这种喷发如印度的德干高原,北美的哥伦比亚高原.它们是岩浆沿一个方向的大断裂(裂隙)或断裂群上升,喷出地表,有的从窄而长的通道全面上喷;有的火山呈一字形排列分别喷发,但向下则相连成为墙状通道,因此称为“裂隙喷发”.喷发以玄武岩为主,流动方向近于平行,厚度及成分较为稳定,产状平缓,以熔岩被多见,常形成熔岩高原.因为玄武岩流动性大,熔岩喷出量大,少有爆发相,在地形平坦处似洪水泛滥,到处流溢、分布面积广,所以又称“玄武岩泛流喷发”.1783年冰岛的拉基火山喷发,从长25km的裂隙中喷出约12km3的熔岩及3km3的火山啐屑物,覆盖面积达565km2.美国亚利桑那州的威廉峪谷,从120m宽的裂隙中一次性流出熔岩,形成14×22km2的高原,厚度最大达240m.我国贵州、云南、四川的二叠纪玄武岩(260000km2)及河北省的汉诺坝(1700km2)也都是玄武岩泛流喷发.
2. 夏威夷式喷发(Hawaiian eruption)
属热点火山,以美国夏威夷岛为代表,特点是很少发生爆炸,常常从山顶火山口和山腰裂隙溢出相当多数量的玄武质熔岩流,岩浆粘度小,流动性大,表现为比较安静的溢流,气体释放量可多可少.由于喷发时岩浆受到较大的静压力以及气泡的膨胀作用,当其到达地表时,形成熔岩喷泉,被逸出气体推动的熔岩喷泉可高达300m或更高,被喷出的多是玄武质熔岩,也可以是安山质熔岩,也有少量的火山渣和火山灰.这种喷发类型,熔岩往往是多次溢流,而且有许多裂隙作为通道,流出的熔岩形成比较平坦的熔岩穹.例如1924年基拉维厄和1975年冒纳罗亚火山的喷发就是典型的夏威夷式喷发.这种类型喷发基本没有人员伤亡,但可以毁坏农田村庄,造成财产损失.
3. 斯通博利型(Strombolian eruption)
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