神秘的海底火山
作者 张家声 丁志俊
发表于 2025年4月

一说起火山,大家马上就会想到陆地上的火山爆发,大火、浓烟、爆炸声……我们路过山西时就专门考察了距应县木塔不远的火山地质公园。放眼望去,周围有数个大大小小的山包,山头的颜色呈现赭红色,随便抓一块火山石在手里,不仅色泽鲜艳,而且重量也似乎大于一般的石头,说明其密度极高。但你们知道吗?我们居住的这颗蓝色星球不仅陆地上有火山,海底也存在着火山。

海底火山是如何形成的

人们常说水火不容,照此推理,海底应该是没有火山的,或者有火山,但岩浆喷不出来。但这看似不可能的事,神奇的大自然就让它发生了——海底火山爆发,流出炽热的岩浆。在地球漫长的岁月中,海底火山的爆发一直在不断地塑造着地球的地貌,形成新的海底地形,对海洋环境甚至全球的气候变化和生态系统造成深远的影响。

那么,海底火山是如何形成的呢?为什么在深水的覆盖下还能爆发?甚至在喷发后还能形成岛屿?这就得用科学原理来进行解释了。

所谓海底火山,通俗来讲就是形成于浅海和大洋底部的各种火山。据不完全统计,目前全球的海底火山有2万多座,其中有一大半坐落在广阔的太平洋里。陆地上的火山活动主要集中在板块活动的边界处,而海底火山大多分布于大洋中脊与大洋边缘的岛弧处。从构造上可分为洋脊火山、海沟火山和洋盆火山这三大类。它们在地理分布、岩性和成因上都有着显著的差异。

海底火山的爆发

地球上约70%的火山活动是在海底发生的。与陆地火山爆发相似,海底火山的爆发,是地壳下面的岩浆冲出地壳时造成的。由于地球内部温度高、压力大,所以岩石会在此类剧烈条件下形成通红的炽热液体——岩浆。在海水较浅、水压较低的情况下,岩浆就会发生剧烈爆炸,同时产生大量气体、大量火山碎屑。喷射出的炽热岩浆,汇成一条“沸腾”的河流奔涌而出。

目前世界上有500多座活火山,而海底有近70座,约占全世界活火山数量的1/8。相比于陆地火山的剧烈爆发,这些海底火山在海水的巨大压力下往往表现得更为温和,而且远离在大陆居住的人类,所以由海底火山引发的大地震动等迹象很难引起人类的注意。但事实上,海底火山爆发会引发一系列的次生灾害。例如,火山灰的飘落可能会对海洋生态系统造成影响,覆盖珊瑚礁等生物栖息地;喷发产生的气体,如二氧化硫等,可能会与海水反应生成酸雨,对海洋生物和沿海地区造成危害;海底火山爆发还可能引发海啸等灾害。

为什么海水不能浇灭海底火山

我们一直在谈论海底火山爆发,那么问题来了,为什么海水不能浇灭海底火山呢?原因其实很简单——虽然我们将其称为海底火山,但它本身和“火”并没有太大的关系。海底火山喷出来的火并不是陆地上的明火,而是从地壳深处喷出的温度数千摄氏度的岩浆,以水灭火的原理是把燃烧物与空气隔开,但火山岩浆的喷发是高压所致,因此海水对海底火山喷发的岩浆只能起到降温作用。而且由于岩浆可以流动,所以板块交界处就成了它们最为活跃的地带。而板块交界处本来就很不稳定,这就给岩浆的喷发提供了很好的机会。换句话说,就是火山的爆发和地球的板块运动脱不了干系。

大部分海底火山喷发的岩浆在到达海面之前被海水冷却,不再活动了。所以,从来没有人能真正看到海底火山爆发的壮观场面,顶多只能看到从海底不断冒出新的岩浆,形成新的岩浆岩。

美国一个潜水探险队的两个成员曾经冒着生命危险去探索夏威夷群岛的火山,他们在水下30多米处拍到了不断从海底火山口流出的岩浆,沿着火山的斜坡向海底奔腾而下,用仪器测得周围的海水温度被加热到100摄氏度以上。同学们试想一下,如果没有先进的潜水设备,那些潜水员还能靠近海底火山拍摄海底的岩浆吗?

由海底火山形成的火山岛

海底火山喷出的岩浆在接触到冰冷的海水后迅速冷却,形成坚硬的火山岩,而大量火山碎屑及炽热的岩浆,在空中冷凝为火山灰、火山弹以及火山碎屑。随着它们的堆积生长,逐渐形成各种各样的火山岛屿。这些岛屿广泛分布在世界各地,在我国辽阔的海洋上也存在着它的众多“族群”。

位于海南岛北部和雷州半岛南部的火山群,由70余座火山锥和大片的玄武岩流组成,距今已20万年。

我国台湾岛和澎湖列岛位于西太平洋的岛弧上,从8600万年前开始,就有断断续续的火山活动发生。台湾岛东南部的绿岛、小兰屿,北部的彭佳屿、基隆、龟山岛等,都是300万年以来因海底火山喷发形成的。后来经过间歇性的地壳运动和海平面变化,它们才由海底火山变为火山岛。尤其是澎湖列岛的火山岩层之间夹杂着在海里生长的贝壳和有孔虫化石,这证明了澎湖列岛的火山是在浅海环境下喷发而成的。

高尖石位于我国西沙群岛宣德群岛的东岛环礁中。这个面积不足300平方米、呈数级阶梯状的小岛,实为海底火山的露头。科学工作者通过岩石鉴定发现,在火山碎屑岩中夹有珊瑚和贝壳碎屑。可以想象在百万年前,这里曾发生过大的地动海啸,海底火山的热气浓雾弥漫着冲出海面,在上空翻腾着、呼啸着,震撼着西沙群岛的洋面。海洋科学家们使用先进的地质拖网技术,在南海的深海海域进行探测后,在盆底的海山上刮到火山岩石,这一发现足以证明,在南海的深部海盆存在着海底火山。

位于希腊大陆东南200千米、爱琴海上的圣托里尼岛,同样也是由一群火山组成的岛链。在人类历史上,这里也曾多次发生火山爆发,以公元前1500年的爆发最为严重。这次爆发使岛屿中心大面积塌陷,致使原来本为圆形的岛屿呈月牙状。

1963年11月15日,北大西洋冰岛以南32千米处,水下130米的海底火山突然爆发,爆发后喷出的火山灰和水汽柱高几百米,尤其是在喷发高峰期时,从火山冒出的烟尘被冲到几千米的高空。经过一天一夜的喷发,第二天人们发现突然从海里长出了一个高约40米、长约550米的小岛。后来火山不停地喷发,岩浆持续喷出,小岛不仅没有因波浪的冲击而消失,反而在不断地扩大增高。经过1年的时间,这个新生的火山岛高约170米,长约1700米,它就是著名的苏尔特塞岛。

本文刊登于《百科探秘·海底世界》2025年3期
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