我们在灾难题材的影视作品中常常会看到这样的场景:海底的火山剧烈喷发,翻搅出可怕的涡流和巨浪……面对这个画面,很多人的脑海中都曾闪过这样的一个问题:为什么海底的火山不会被海水浇灭呢?
火山≠喷火的山
很多人在想起火山时,第一反应可能是一座高耸的锥形山,正在喷出粗大的烟柱——看上去就好像是一座正在喷火的山。而在火山喷发之后,大面积飘落的大量白色火山灰,也与我们常见的烟灰极为类似,都是细颗粒的灰尘,都是灰白色。所以很多人下意识认为火山就是喷火的山。
炽热的红色和滚滚黑烟,让火山看上去确实像是在冒火一样。但如果我们近距离观察火山就会发现完全不是这样的。因为火山喷发出来的熔岩实际上是一种高温流体,在本质上与水并无差别,反而与火是截然不同的物质。许多熔岩的近距离照片都可以明显看出它们很多时候与液体无异。
岩浆是熔融的岩石——由于岩石成分非常复杂,其内部不同成分的熔点和沸点均不一致,所以其实大部分岩浆是固液气混合物。而与之相比,火焰则是可燃物在燃烧过程中释放光和热以及各种化学产物的过程。在火焰中,主要物质成分是二氧化碳、水蒸气、氧气、氮气等气体。
理解了火山喷出的是岩浆,而岩浆是高温熔融体而不是火这一点之后,我们应该就能理解:当海底火山喷发的时候,岩浆进入海水中其实就好像在冷水槽中通入热水一样,而不是从海底喷出的大火。
海底火山从哪里来
既然海底火山如同一个不断喷出热水的水龙头,而海水又会让岩浆降温变成岩石。那么巨量的海水无疑能让喷出来的岩浆都凝固,从而堵塞火山口,让海底火山再也无法喷发?
答案是不能。
因为火山实际上是行星级别的热量和物质循环的产物,地球不死,火山就不会停止活动。
整个地球其实是遵循着基本的物理和化学规律在运转的。
由于岩浆是可流动的,因此重的物质下沉,轻的物质上浮。重的物质下沉时,重力势能会转化为热能;同时,原本分散在星子中的放射性元素也因此而聚集在一起,不断进行衰变,同时释放出能量。这些能量让地球内部的岩浆一直处于加热状态。
到了现在,地球的温度也是从地壳到地核越来越高。同时,因为重的物质不断下沉,导致其密度也是越来越高的,所以我们也可以认为地壳就是“漂浮”在地幔之上的——就跟木板漂在水上一样。
在地幔运动的带动下,这些薄薄的固态岩层必然会被撕裂开来,并随着地幔而运动。被撕裂的地壳的各个部分就变成了板块,而随着地壳的运动,板块之间也会运动起来,有些板块之间相互碰撞,有些板块之间相互分离。
从常识就能知道,这些相互分离的板块边界处又薄又脆弱,其下的地幔物质也很容易突破岩层的封锁,喷出地表——这样就会沿着板块边界形成一长溜火山带。而随着板块之间分开得越来越远,板块边界处火山喷发后的岩浆冷却,就形成了薄薄的地层,也就是洋壳。
随着人类对海洋探索的深入,我们已经发现了漫长的海底火山带,它们大多位于海洋中间的位置,被称为洋中脊,有洋中脊的地方就有海底火山。当然,还有另外一些海底火山。它们的形成与地幔热柱的活动有关系。在地幔处并不是处处均匀受热的,其中部分地幔物质要比其他地方热很多,热了就会向上跑,于是它们就会形成直达地壳之下的地幔热柱。
地幔热柱顶端可能还会分出不少分支小热柱来,它们的活动也会顶破薄薄的洋壳的束缚,成为不断喷涌的海底火山。但无论是板块边缘,还是地幔热柱,火山的形成都是地球内部热量循环的结果,仅靠地表这薄薄的一层海水是无法让地球内部停止活动的。