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火山
來源:互聯網

火山(Volcano)是巖漿穿過地殼,到達地面或噴出地表,形成的山體。

火山通常形狀為錐形,主要由火山錐、火山口和火山通道組成。根據火山活動的狀況,分為古火山休眠火山活火山三種類型;根據構造成因分類分為匯聚板塊邊緣火山、離散板塊邊緣火山、熱點型火山、大陸裂谷型火山;根據火山的不同形態類型分類可分為盾狀火山、層狀火山、火山渣錐、熔巖穹丘、破火山口、低平火山口和泥火山?;鹕绞前鍓K運動的結果,火山活動是巖漿活動的一種形式,是地球動力學過程的重要現象,也是地球內能和熱量釋放的途徑之一。

火山并不是地球獨有的產物,在金星水星、火星、月球等太陽系內多個星球上都已經發現了火山的存在,其噴發物也并不僅有巖漿噴發,也有由液態的碳氫形成的冰火山等,受其地質條件制約,火山噴發的特點和高度也各不相同。地球上的火山帶主要分布在環太平洋火山帶、地中海印度尼西亞火山帶、洋脊火山帶、紅海沿岸和東非火山帶中,其地理分布區與地震分布區相似,火山狀態以古火山為主。

火山噴發是一種嚴重的自然災害,火山噴發形成的火山碎屑、火山灰、熔巖可以對火山附近的居民造成嚴重的生命財產損失,影響航空安全和全球氣候。火山噴發還會造成地震海嘯、泥石流、酸雨等次生災害?;鹕揭部梢孕纬韶S富的礦產資源、地熱資源、旅游資源。

命名

火山的英文Volcano一詞來自于意大利語vulcano“燃燒的山”或拉丁語Vulcanus“Vulcan是古羅馬神話中火神的名字”,古羅馬神話中記載著傳說在意大利西西里島上的埃特納火山的地底下住著火和鍛造之神,埃特納火山是他的熔爐,他把作坊都設在地下,讓煙從火山口中冒出。人們看見埃特納火山噴發的現象,以為天神在發怒,于是8月23日這天祭奠火神,并逐步用這位火神的名字來指代火山。

火山定義及形成原因

定義

火山是地下深處的高溫巖漿及其有關的氣體、碎屑從地殼中噴出而形成的、具有特殊形態的地質結構。

形成原因

巖漿是在地殼之下50至200公里處受高溫高壓熔融的地下熔巖,受低密度影響,通過孔隙或裂隙向上運移到火山下方或內部形成巖漿囊。隨著巖漿的積累,腔室內的壓力增加,當表殼覆蓋層的強度不足以阻止巖漿繼續向上運動時,巖漿通過薄弱帶向地表上升。巖漿在上升過程中溶解在巖漿中的揮發分(主要是H2O、CO2、HCI、HF、SO2等)會從巖漿中溢出形成氣泡導致巖漿沸騰并引發爆炸,導致巖漿沖破地表形成噴發。巖漿沖出地表后溫度和壓力下降變成火山石堆積在火山口周圍形成火山。

火山成因的理論研究

火山構造

火山構造又稱為火山機構,主要由火山錐、火山口、火山通道三部分組成。

火山錐

火山錐是以火山口為中心,由火山噴出物在火山口周圍堆積形成的山丘,一般呈圓錐形形態,也有受噴出物多少和物質成分不同形成的盾形、穹形、鐘狀等火山錐?;鹕藉F進一步可劃分為火山碎屑巖錐(火山渣錐)、熔巖火山錐(盾火山)、復合火山錐(層火山)?;鹕剿樾紟r錐(火山渣錐)是主要有火山碎屑物構成的渣堆,圓錐形構造,上部坡度較陡,下部坡度較緩;熔巖火山錐(盾火山)是主要由熔巖構成的坡度很緩的盾狀火山;復合火山錐(層火山)是由熔巖與火山碎屑巖交互錯層形成層狀火山,其碎屑物的顆粒碎火山口的遠近而變化,大碎屑圍在火山口周圍,細粒碎屑堆在較遠的地方。有的火山錐在形成之后在火山錐上出現其他小型火山錐,這種火山錐通道與主體火山錐的通道相連通,但不具有獨立的巖漿源的,被稱作為寄生錐。

火山口

火山口是火山噴發時候的出口,是由火山噴發后噴出物在噴出口周圍堆積形成的環形坑?;鹕娇谄矫娉式鼒A形,內部是一個漏斗形體或碗狀形體。

火山通道

火山通道又稱為火山管,是將巖漿源與地表連接起來的管狀通道,火山通道形狀各不相同,有的呈圓筒狀,有的呈長條狀或不規則狀,主要是受噴發類型影響。

完全構造

一個完全的層狀火山主要由主巖漿庫、基巖、主熔巖通道、地面、侵入性火成巖脈、熔巖岔道、火山灰堆積層、側翼、熔巖堆積層、火山喉、寄山火山錐、熔巖流、噴發口、主火山口、灰云共計15部分組成,但并非所有的火山都具有完全的構造,如有的泥火山并沒有噴發不存在巖漿噴發口、寄生火山錐等結構。

火山噴發

火山噴發是在地下深處呈熔融狀態的巖漿物質,因地殼運動導致巖層發生斷裂,地下巖漿受壓力降低的影響揮發組分從中剝離造成體積膨脹,巖漿沿斷裂帶向地面運移至沖出地表形成火山噴發的現象。

火山作用(噴出作用)

火山作用(volcanism)又稱作火山的噴出作用(eruption),指地下巖漿通過火山通道噴出地表、產生爆炸、流出熔巖、噴射氣體和碎屑物質等一系列與火山噴發相關的巖漿活動?;鹕阶饔冒ɑ鹕交顒拥娜^程,一些與火山活動有關的成礦作用也是火山作用的一部分,常見的火山作用以噴發作用為主,分為火山爆發、巖漿噴溢、熔巖流侵出三種表現形式。

火山形成的必備條件

影響火山噴發類型的因素

巖漿的物理性質和化學性質

水的參與程度

巖漿爆發與蒸氣爆發是火山噴發的兩種類型,造成火山噴發類型不同的主要原因是揮發組分含量的不同,其揮發組分中主要是水的含量,水與熔體的比例,可以導致火山爆發程度的不同,也會導致火山產物的不同。巖漿中的含水量越高,其形成的水蒸氣越多,導致揮發組分在巖漿中的占比增加,在火山噴發時增加爆炸的威力,易形成猛烈式噴發。另外火山所處的環境不同,噴發特點也不同,深海中的火山受水壓影響,無法產生爆炸,產生的巖漿也會被海水迅速冷卻。

火山通道和巖漿房的特點

火山通道和巖漿房的特點與火山噴發的形式有著密切的關系。若火山通道是巨大裂縫斷裂線,巖漿沿著裂縫溢出地表,噴發較為溫和寧靜;若火山通道為兩組斷裂帶交叉形成為桶狀通道,在壓力作用下噴發較為猛烈。巖漿房在火山通道的位置不同,其爆發特點也不相同,當巖漿房位于火山管道的上部,爆產物為火山團塊和火山渣,以拋射的方式噴出地表,幾乎沒有火山灰;巖漿房位于火山的底面之下時,管道上部為松散堆積物時,其爆發時有大量火山灰存在。

火山噴發類型

火山噴發可以分為兩種基本類型:裂隙式噴發和中心式噴發。

裂隙式噴發

巖漿沿著地殼中的斷裂帶溢出地表稱為裂隙式噴發,這類噴發一般沒有爆炸現象,噴發溫和寧靜,噴出物多為基性玄武巖熔漿,冷凝后往往形成覆蓋面積廣薄的熔巖臺地、熔巖被或玄武巖高原。以冰島為主要代表,冰島的形成是由大洋中脊裂谷中多次噴發形成的,這種噴發類型也被稱為冰島式噴發。

中心式噴發

巖漿沿著管狀的火山通道噴出地表,稱為中心式噴發。中心式噴發的熔巖覆蓋面積較小,是現代火山活動的主要形式,根據噴發的劇烈程度又分為寧靜式、爆裂式和中間式三種。

火山爆發指數

火山爆發指數VEI(Volcanic Explosivity Index)是1982年由美國地質調查局(USGS)的火山學家克里斯·紐豪爾(Christopher G. Newhall)和夏威夷大學馬諾阿分校的斯蒂芬·塞爾夫提出的,按照火山噴發出的噴出物體積、火山云和定性觀測來量度火山爆發的強烈程度,VEI量表劃分為1-8級,等級數值越高,意味著火山噴出物更多,爆炸釋放的能量也更巨大,近1萬年以來,發生在地球上的火山爆發絕大多數的規模都在2級以下。

火山爆發指數DRE(Dense Rock Equivalent)是根據火山噴發巖漿的總質量進行評估,用于評估火山噴發的總能量。

火山爆發指數WRE(Whole Rock Equivalent)是根據火山噴發形成的總揮發物質量進行評估,用于評估火山噴發的氣體排放。

火山爆發指數MEI(Mantle-derived Eruption Index)是根據火山巖漿的來源和成分進行估計,用于評估火山噴發成因和類型。

火山噴發前兆

火山噴發前兆分為宏觀前兆和微觀前兆,宏觀前兆是肉眼和感官可以察覺到的前兆異?,F象,微觀前兆是指人體和動物察覺不到,只能通過儀器才能檢測到的異常現象。

宏觀前兆

微觀前兆

火山噴發過程

巖漿的產生

巖漿在地殼深處和上地幔層受高溫高壓和地核輻射下熔融形成,地幔是地球巖漿形成最直接和最主要的源區,在地幔層中距離地表80~200千米的區域叫做軟流層,一般被認為是巖漿的發源地。

巖漿囊階段

原始巖漿在巖漿作用下發生分凝、上升、侵位等演變。最初形成的熔體分散于固態礦物顆粒之間,隨著熔融程度的增大,熔體會逐漸流動、匯聚而與固態的顆粒相分離,形成大的巖漿囊或巖漿房。巖漿房的直徑數千米至數十千米不等,是由一個巖漿熔融體、揮發物、以及結晶體組成的混合物。

巖漿通道上升階段

巖漿房內的巖漿承受很高的壓力,部分巖漿可以是周圍達到臨界點的巖石圈熔融成為新的巖漿,利用巖漿與周圍巖石的密度差造成的浮力使巖漿從發源區上升。受板塊運動的影響,地殼在板塊交界地帶可能會形成張性或張-剪性破裂帶,如若這些裂隙互相連通,就可以作為巖漿噴發的通道,巖漿受壓力與浮力驅動順巖漿通道上升沖破地表形成噴發。

噴發階段

火山噴發時大體可分為3個階段:氣體爆炸、形成噴發柱和噴發柱塌落。

火山噴發物

火山噴發物主要包括氣體噴發物、固體噴發物和液體噴發物三種類型。

氣體噴發物

火山氣體成分以水蒸氣最多,一般占氣體總體積的60% ~90%,其他主要成分包括硫化氫(H2S)、二氧化硫(SO2)、二氧化碳(CO2)、氫氟酸(HF)、氯化氫(HCl)、氯化鈉(NaCl)、氯化銨(NH4CI)等,火山噴發早期的高溫階段氯化氫(HCl)氣體成分較多,晚期階段二氧化硫(SO2)、二氧化碳(CO2)等氣體成分較多。

固體噴發物

固體噴發物主要由火山口噴射到空中的巖石碎塊和巖漿凝固成的碎塊組成,按其大小和形狀可以分為火山塵、火山灰、火山砂、火山礫、火山渣、火山塊和火山彈?;鹕交沂侵睆叫∮?.01毫米的細小巖屑和細小漿屑,火山塵是比火山灰更細的碎屑物質,可以升到高空進入平流層擴散長期不落;火山砂是比火山灰直徑大且不大于2毫米的碎屑顆粒;火山礫是直徑2~100毫米的火山碎屑;火山塊是大于100毫米的碎塊,常為棱角狀。火山渣石火山噴發時巖漿在空中凝固形成的熔渣,粒徑數厘米至數十厘米,形狀不規則,多孔洞;火山彈是由噴出的巖漿在空中冷凝而成,外形多樣,多呈紡錘形、球形、梨形,大小從數厘米到數米不等。固體噴發物在噴發后冷卻形成不同的巖石和礦物,常見的有玄武巖安山巖、海螺巖、硫黃、玻璃狀石等。

液體噴發物

液體噴發物為噴出地表的巖漿,揮發成分逸出后成為熔漿。熔漿沿地面斜坡流動被稱為熔巖流,冷卻后稱為熔巖。

火山分類

火山的分類大體可以分為三種,根據火山的活動情況一般將火山分為古火山活火山休眠火山三種;根據火山構造成因分類將火山分為匯聚板塊邊緣火山、離散板塊邊緣火山、熱點型火山、大陸裂谷型火山;根據火山在形態上的不同類型可以分為盾狀火山、層狀火山(復合式火山)、火山渣錐、熔巖穹丘、破火山口、低平火山口和泥火山等。

活動情況分類

活火山

活火山是現在尚在活動或周期性活動的火山。全球大約有1500座在一萬年以來有過噴發的活火山,其中有500多座在近400年來噴發過,如夏威夷群島冒納羅亞火山、南美洲圖蓬加蒂托火山、意大利埃特納火山、中國新疆維吾爾自治區的卡爾達西火山、中國黑龍江省的五大連池火山群等都屬于活火山。

死火山

死火山是歷史上曾經噴發過,但已經長期沒有爆發跡象的火山。如非洲東部的乞力馬扎羅山、中國山西省大同市火山群都屬于死火山。

休眠火山

休眠火山是有史以來曾經活動,但是長期以來處于靜止狀態的火山。休眠火山保存有完好的火山形態,具有火山活動的能力,存在重新噴發的可能性,如中國的長白山火山群

休眠火山、死火山、活火山的分類方法只是相對的,它們之間可以相互轉換而不是一成不變的。

構造成因分類

匯聚板塊邊緣火山(Convergent plate boundaries)

匯聚板塊邊緣火山是在兩個或多個板塊碰撞交界帶地方的火山,受板塊俯沖影響易撕裂地殼形成火山,如環太平洋火山帶。

離散板塊邊緣火山(Divergent plate boundaries)

離散板塊邊緣火山是在大洋中脊受板塊構造撕裂,海嶺增長形成的火山,大多數離散板塊邊緣火山位于海洋底部形成海底火山,當洋中脊高于海平面則形成火山島,如南太平洋洋島火山。

熱點型火山(Hot Spots)

熱點型火山是構造板塊在地表下的一個熱點區域緩慢運動,在地球內部深處形成地幔柱上升成為火山。如美國的夏威夷火山群島、美國黃石火山群。

大陸裂谷型火山(Continental rifting)

大陸裂谷型火山主要分布在區域性斷裂帶或地塹構造帶上,如東非大裂谷的火山群。

不同形態類型分類

盾狀火山

盾狀火山是主要有熔巖流組成具有寬闊頂面和緩坡度側翼的盾狀性火山。盾狀火山坡度較緩(坡度約2° ~10°),多為大型火山,一般由玄武質巖漿構成,巖漿黏度低,熔巖不斷堆積形成盾狀形態,夏威夷群島冰島火山都是盾狀火山的典型代表。

層狀火山(復合式火山)

層狀火山也稱為復式火山是一種多成因中央式火山,由多次噴發建造,由多層熔巖、火山碎屑、 浮巖和火山灰組成,是最常見的火山類型。層狀火山呈圓錐形,側翼較陡,多發生在板塊俯沖帶易形成火山鏈或者火山群,智利奧霍斯德爾薩拉多火山、美國華盛頓州圣海倫火山、日本富士山都是層狀火山的典型代表。

火山渣錐

火山渣錐是一個由火山渣、火山灰等火山碎屑物堆積形成的錐形山體。 火山渣錐通常是由一次噴發形成單成因火山,常出現在盾狀火山和層狀火山的側翼?;鹕皆F在火山噴發時由火山灰在火山口附近形成錐體,噴發后期巖漿損失了大部分揮發分導致密度增加,以熔巖流的形式緩慢地流進火山口內部。尼加拉瓜的塞羅內格羅火山是火山渣錐的典型代表。

熔巖穹丘

熔巖穹丘是從火山中由高黏性、富硅巖漿緩慢流出的形成的近圓形的突出物 。熔巖穹丘大多比較小,生長非常緩慢,匯聚在板塊邊界地區,是層狀火山的主要結構特征之一,日本的愛鷹火山、美國加利福尼亞州拉森火山是熔巖穹丘的典型代表。

破火山口

破火山口是火山爆發口在火山頂部形成一種較大圓形拗陷的地形,其直徑大于1公里,通常由巖漿回撤、火山自身塌陷和淺部巖漿囊噴發形成,大致可分為爆發型破火山口、侵蝕型破火山口和陷沒型破火山口三種,日本阿蘇火山為破火山口的典型代表。

低平火山口

低平火山口是由巖漿水汽相互作用在地表下發生爆炸形成的地勢較低的圓形火山口。低平火山口內壁通常深而陡,直徑相對較大,火山口邊緣低而平緩,火山口邊緣主要由火山碎屑和圍巖碎屑組成,火山口內多形成一個相對較淺的火口湖稱做瑪珥湖,中國吉林市龍崗火山群具有較多的低平火山口。

泥火山

泥火山是由泥漿、水和氣體噴發后堆積而形成的地貌,外形多為錐狀或盆穴狀。泥火山不會產生熔巖不是真正的火成巖火山,多形成在板塊交接的俯沖帶,全球陸地約有1100座,最大的泥火山是印度尼西亞爪哇島的露西泥火山。

火山的分布

地球上的火山

全世界大約有2000座古火山,500多座活火山,大體呈帶狀分布,與地震帶相似,主要與地殼斷裂帶、新構造運動強烈帶或板塊構造邊緣軟弱帶有關,集中在環太平洋火山帶、地中海至印度尼西亞火山帶、洋脊火山帶和紅海沿岸與東非火山帶四個地帶。

環太平洋火山帶

已知環太平洋火山帶約有活火山300余座,占全球活火山數量60%以上,分為環太平洋火山帶西帶和環太平洋火山帶東帶兩部分,將太平洋環繞其中,有火環之稱。環太平洋火山帶靠近大陸的一側多噴發為中、酸性巖漿,靠近海洋的一側以基性巖漿為主。

環太平洋火山帶西帶從阿拉斯加州西岸起,經阿留申群島、堪察加半島、千島群島、日本群島、中國臺灣島菲律賓群島印度尼西亞諸島至新西蘭,構成西太平洋火山島弧,約有活火山200多座,約占全球活火山數量45%。

環太平洋火山帶東帶從南美西岸安第斯山脈起,經中美、北美西部的科迪勒拉山系西至阿拉斯加,約有活火山100多座,約占全球活火山數量17%。

地中海至印度尼西亞火山帶

地中海至印度尼西亞火山帶又稱作阿爾卑斯山-喜馬拉雅山脈火山帶,西起伊比利亞半島,經意大利、希臘、土耳其伊朗、東至喜馬拉雅山脈,南至孟加拉灣與太平洋火山帶匯合。有活火山90多座,約占全球活火山數量18%。

洋脊火山帶

洋脊火山帶主要分布在大西洋太平洋印度洋的洋脊部位,受板塊構造撕裂,海嶺增長形成,有的在水下噴發,有的露出水面形成火山島。洋脊帶約有活火山60余座,約占全球活火山數量12%

紅海沿岸與東非火山帶

非洲板塊和印度洋板塊兩個板塊張裂拉伸形成東非裂谷火山帶,有活火山22座,約占全球活火山數量5%。

地球外的火山

火山并非地球上獨有的產物,科學家已經在太陽系內多個星球上發現了火山的存在,如金星、水星火星、月球土衛六、土未二、海衛一上都發現了火山的存在。火山的噴發物也并不一定是巖漿硫化物, 如土衛六的表面存在著由液態的碳氫化合物形成的冰火山,噴發的則是冰水和氨的混合物。其火山噴發的能量也各不相同,包括萬有引力、放射性衰變、潮汐能摩擦作用、太陽能加熱等,受引力影響噴發的高度也呈現出不同的狀態,1997年木衛一的皮蘭火山噴發形成的火山云層達到木衛一表面上空140千米,產生了超過3500千米長的熔巖流。截止至目前為止,發現的火星表面的奧林帕斯火山(Olympus Mons)是太陽系最大的火山,高出周圍地區達25千米,是珠穆朗瑪峰高度的3倍,直徑約624千米,面積幾乎與整個美國亞利桑那州相當。

火山災害

火山災害主要取決于火山噴發的類型、性質、規模和所處的地點等因素,火山災害主要致災因子有火山噴發形成的熔巖流、火山彈、火山灰、碎屑流、涌浪、火山泥流、巖崩、酸雨和有毒氣體,還有因火山噴發動力引起的沖擊波、地震、海嘯、滑坡、泥石流等地質災害。

直接災害

火山碎屑流

火山碎屑流(pyroclastic flows)是由火山灰、巖石碎片和火山氣體組成的混合流體,通常溫度大于800℃,能量大,流速快,從火山噴發后可以以100千米/小時的速度向前推進,可達數公里甚至上百公里之遠,摧毀途徑的一切物體,具有極大的破壞性和致命性,是最危險的火山災害之一。

熔巖流

火山噴出的巖漿溫度可達1000~1100℃,其流動速度因二氧化硅含量的不同而不等,通常其流動速度要比火山碎屑流慢的多,但受其高溫影響可以摧毀各種建筑物和物體,常引起嚴重的火災。

火山灰

火山灰(volcanic ash)是火山噴發時形成的顆粒直徑小于2毫米的細小火山碎屑物?;鹕交矣晌⑿〉匿忼X狀巖石、礦物質和火山玻璃碎片組成,火山噴發時的火山灰一不會受重力影響在空氣中短時停留后降落到地面成為降灰掩埋破壞地面植被和建筑,也會對生物造成傷害;一部分火山灰會在大氣環流帶動下漂浮在在大氣層中形成含有大量二氧化硫(SO2)、二氧化碳(CO2)、氯化物、甲烷(CH4)組成的火山灰云,火山灰云在大氣層中會使對流層紫外線輻射增加,加速光化學煙霧形成,破壞臭氧層,長時間遮擋陽光,造成地表氣溫下降,有毒氣體集中在火山底層時會造成中毒或窒息事件,其降落時含有腐蝕性的成分可能形成酸雨給生產和生活帶來不利影響,火山灰會進入飛機發動機吸附在渦輪葉片上影響航空安全。

間接災害

地震

火山帶與地震帶同處于板塊交界處,地震與火山活動密切相關,火山噴發巖漿在運移的過程中,常會引起表破裂和地殼顫抖形成火山地震。通?;鹕降卣鸲际切⌒偷卣鸩灰妆蝗瞬煊X,但也有強烈的火山地震可以導致房屋倒塌危及生命安全。

海嘯

火山海嘯是大規模的海底火山噴發產生的破壞性海浪形成海嘯,部分陸地火山也可以形成海嘯,引發海嘯災難。

泥石流

火山泥石流是火山爆發后導致火山湖泊破裂溢出或致使火山山頂的積雪融化形成泥石流,泥石流中夾雜著巖石、火山碎屑物和水等混合物沖下山坡,其流速大,破壞力大,是火山地區的主要地質災害之一。

酸雨

火山氣體中含有大量的二氧化硫、二氧化碳、氯化物、甲烷等氣體,在大氣層中形成硫氧化物或氮氧化物并溶于水汽,降落呈酸雨可以腐蝕建筑物和造成人體傷害。

自公元 1500 年以來最致命的火山爆發

火山資源

火山噴發是地球上一個重要的地質現象,它不僅可以造成火山災害影響,也可以形成重要的礦產、地熱和旅游資源。

礦產資源

火山巖漿中含有豐富的、、、、、等金屬元素,許多大型礦床都形成于火山噴發后的富集帶中,如中國臺灣地區的金瓜石金礦床、南非布什維爾德鉻與鉑礦床等。火山噴發冷卻后形成的火山石可以用作各種工業上,如過濾劑、絕緣材料、土壤改良劑,火山灰中的火山玻璃可以用于藥膏及混凝土添加劑,硬化的火山灰可以用作建筑材料,含硫氣體冷卻后形成硫磺礦等?;鹕交抑懈缓?a href="/hebeideji/7207662947823894562.html">鉀、等元素,是農業和種植業發展的重要化肥材料。

地熱資源

火山巖漿高熱的溫度是良好的地熱資源,可以被用作溫泉、地熱發電等用途。

旅游資源

火山可以創造出許多壯觀的火山景觀、地熱溫泉等,成為旅游的勝地。如日本的富士山景區、中國的長白山景區、新西蘭的陶波湖景區、美國的黃石火山國家公園都是由火山形成的旅游景點。

其他

火山也可以創造新的陸地,像冰島、美國的夏威夷群島都是火山島嶼;火山灰云在大氣層中長時間遮擋陽光可以起到地表氣溫下降調節地球氣候的作用。

火山監測與預警

火山監測

火山監測是通過地面觀察和儀器測量記錄和監視與火山活動密切相關的地質與地球物理場動態變化的工作,目的是掌握火山活動動向,分析火山活動性,劃分火山危險區及可能的災害區,為預測、預報和防御火山災害服務?;鹕奖O測技術分為三大類,分別為火山地震監測、火山形變監測和火山氣體監測。其它常用的火山監測方法還包括熱紅外遙感監測、次聲監測和電磁監測等。

火山地震監測是利用火山噴發時形成的火山構造地震獨有的地震構造特征來檢測火山活動,是監測火山活動和預報噴發重要而有效的工具,已形成專門研究火山活動產生的地震信號的火山地震學。

火山形變監測是利用垂直形變網、水平形變網、重力測量網、跨斷層形變測量網、重力與固體潮觀測臺網、地應變與與固體潮臺網和連續全球導航衛星系統(GNSS)監測臺網等觀測手段觀測地球動力學及地震動力學作用下的地殼運動、變形及地下介質物性時空變化的基礎數據、巖石圈與其他圈層動力學耦合的相關數據來監測火山活動。

火山氣體監測是利用火山在巖漿孕育、運移至地表噴發的過程中,揮發組分內部氣體元素含量和成份都會發生變化,并通過特定通道(尤其是一些與巖漿房有密切聯系的火山溫泉或噴氣孔)逸出,通過對火山周圍氣體含量的變化來推斷火山的發展階段,是重要有效的火山監測方法之一。

火山監測站

火山監測站是對火山進行研究和監測的機構,世界上多個國家都已建立起火山監測站系統。維蘇威火山監測站始建于1841年,是世界上最早建立的火山監測站,也是現今世界上最大的火山監測站。美國、日本、冰島、菲律賓、印度尼西亞、中國等多個國家都處在火山帶上,均建立起自己的火山監測站系統,如夏威夷火山監測站、中國吉林省長白山天池火山監測站、中國云南省騰沖市火山監測站等。

火山預警

現行多數國家采用的火山警告是由由日本氣象廳所制定的一種警告,該警告根據火山的活動狀況將危險等級分為以1-5級。

火山學

火山學時研究火山及其活動規律的科學。研究內容為與火山相關的地質學、地球物理學、地球化學現象,包括但不局限于火山的形成與演化、火山活動的特征、火山的空間分布規律、火山作用的產物與成礦作用、火山與其他自然作用的關系等。1815年德國地質學家克里斯蒂安·利奧波特·馮·布赫(Christian Leopold von Buch)提出火山隆起說,1825年英國地質學家喬治·尤利烏斯·波萊特·斯科羅普(George Julius Poulett Scrope)提出火山堆積學,并發布《對火山的見解》奠定現代火山學的基礎。1941年建立了第一個火山監測站(維蘇威火山觀測站),現代火山學在火山觀測的基礎上,在20世紀逐步發展起來成為一門新的科學,并成為地球科學的一個重要分支。

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