火山是怎么形成的
火山是熾熱地心的窗口，地球上最具爆發(fā)性的力量，爆發(fā)時(shí)能噴出多種物質(zhì)，對(duì)于火山的形成原因你想了解嗎?下面就讓學(xué)習(xí)啦小編來(lái)給你科普一下火山是怎么形成的。
火山的形成
火山是一個(gè)由固體碎屑、熔巖流或穹狀噴出物圍繞著其噴出口堆積而成的隆起的丘或山?；鹕絿姵隹谑且粭l由地球上地?；驇r石圈到地表的管道，大部分物質(zhì)堆積在火山口附近，有些被大氣攜帶到高處而擴(kuò)散到幾百或幾千公里外的地方。
火山的形成是一系列物理化學(xué)過(guò)程。主要是地球內(nèi)部存在的大量的放射性物質(zhì)，在自然狀態(tài)下衰變，產(chǎn)生大量的熱。這些熱無(wú)法散發(fā)到地面，溫度不斷升高，直至把巖石融化，形成地球內(nèi)部的高溫融化狀態(tài)。這些巖漿一旦沖破地殼噴出地面，就形成了火山。
有人認(rèn)為火山是巖石因壓力而融化，那巖漿噴出地面后，因壓力迅速降低，其溫度就不可能還那么高，而應(yīng)該是常溫或者比常溫低。如果是因壓力的原因?qū)е碌纳郎?，那?dāng)壓力不在增加后，其溫度也不會(huì)再上升，也就是說(shuō)，在地球形成之初，溫度就不會(huì)再升高了。
我們可以做這樣的實(shí)驗(yàn)，將冰箱用的冷媒，裝入一個(gè)密閉很好的活塞，壓縮活塞并保持壓強(qiáng)不變，冷媒的溫度會(huì)先升高，壓力不變后，溫度最多保持不變或者逐漸降低。即使在最高溫度時(shí)刻突然給冷媒減壓至常壓，其溫度也不可能比常溫高多少。巖石更不可能保持融化狀態(tài)噴出地面。
從熱力學(xué)理論的角度進(jìn)行分析整個(gè)過(guò)程：壓縮時(shí)，外界對(duì)冷媒做工，溫度升高;減壓時(shí)，冷媒對(duì)外界做工，溫度必然降低。
所以說(shuō)，火山應(yīng)該是放射性物質(zhì)衰變產(chǎn)生的熱使巖石融化形成的。
巖漿的來(lái)源
巖漿分為原生巖漿和再生巖漿。
原生巖漿是地核俘獲的熔融物質(zhì)形成的。地核俘獲熔融物質(zhì)和其他一些物質(zhì)形成巨厚的熔融層。這些物質(zhì)其成分是不均的。原生巖漿凝固形成最原始的地球外殼。
現(xiàn)今所見(jiàn)到的各類侵入巖，如超基性巖、基性巖、中性巖、酸性巖和堿性巖等，以及火山噴發(fā)出的各類巖漿，它們都是再生巖漿，只是來(lái)源深度、通道、物質(zhì)成分及分異程度不同而已。
再生巖漿包括原生巖漿變異出的巖漿和重熔巖漿。
現(xiàn)今地球液態(tài)層是由原生巖漿經(jīng)變異形成的再生巖漿組成的——經(jīng)過(guò)溫度、成分和物態(tài)的改變而形成的。
巖漿運(yùn)移的動(dòng)力
巖漿由地球深處移動(dòng)到地殼內(nèi)形成侵入巖或噴發(fā)到地表形成火山，巖漿移動(dòng)的動(dòng)力主要有二：
其一，由于地球內(nèi)球比重大于液態(tài)層和外球，在繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)球始終偏向引力的反方向，內(nèi)球不在地球中心。形成內(nèi)球?qū)σ簯B(tài)層由內(nèi)向外的擠壓力，使巖漿和其他氣液態(tài)物質(zhì)由地球內(nèi)部向外移動(dòng)或噴發(fā)到地表。
其二，巖漿結(jié)晶或發(fā)生其他物化反應(yīng)，產(chǎn)生一些水和氣及其他物質(zhì)，形成膨脹擠壓力，使巖漿和其他氣液態(tài)物質(zhì)由地球內(nèi)部向外移動(dòng)或噴發(fā)到地表。
火山的構(gòu)造
由火山口，巖漿通道和火山錐組成
在地球上已知的“死火山”約有2000座;已發(fā)現(xiàn)的“活火山”共有523座,其中陸地上有455座，海底火山有68座?；鹕皆诘厍蛏戏植际遣痪鶆虻模鼈兌汲霈F(xiàn)在地殼中的斷裂帶。就世界范圍而言，火山主要集中在環(huán)太平洋一帶和印度尼西亞向北經(jīng)緬甸、喜馬拉雅山脈、中亞、西亞到地中海一帶，現(xiàn)今地球上的活火山絕大部分都分布都在這兩個(gè)帶上。
火山出現(xiàn)的歷史很悠久。有些火山在人類有史以前就噴發(fā)過(guò)，但不再活動(dòng)，這樣的火山稱之為“死火山”;而有史以來(lái)曾經(jīng)噴發(fā)過(guò)，但長(zhǎng)期以來(lái)處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的火山，此類火山都保存有完好的火山錐形態(tài)，仍然具有火山活動(dòng)能力，或尚不能斷定其已喪失火山活動(dòng)能力，人們稱之為“休眠火山”;人類有史以來(lái)，時(shí)有噴發(fā)的火山，稱為“活火山”。
地殼之下100至150千米處，有一個(gè)“液態(tài)區(qū)”(軟流層)，區(qū)內(nèi)存在著高溫、高壓下含氣體揮發(fā)份的熔融狀硅酸鹽物質(zhì)，即巖漿。它一旦從地殼薄弱的地段沖出地表，就形成了火山。
火山活動(dòng)能噴出多種物質(zhì)，在噴出的固體物質(zhì)中，一般有被爆破碎了的巖塊、碎屑和火山灰等;在噴出的液體物質(zhì)中，一般有熔巖流、水、各種水溶液以及水、碎屑物和火山灰混合的泥流等;在噴出的氣體物質(zhì)中，一般有水蒸汽和碳、氫、氮、氟、硫等的氧化物。除此之外，在火山活動(dòng)中，還常噴射出可見(jiàn)或不可見(jiàn)的光、電、磁、聲和放射性物質(zhì)等，這些物質(zhì)有時(shí)能致人于死地，或使電、儀表等失靈，使飛機(jī)、輪船等失事。
火山的根源
在距離地面大約32公里的深處存在大量高溫液體，其溫度之高足以熔化大部分巖石。
巖石熔化時(shí)膨脹，需要更大的空間。世界的某些地區(qū)，山脈在隆起。這些正在上升的山脈下面的壓力在變小，這些山脈下面可能形成一個(gè)熔巖(也叫“巖漿”)庫(kù)。
這種物質(zhì)沿著隆起造成的裂痕上升。熔巖庫(kù)里的壓力大于它上面的巖石頂蓋的壓力時(shí)，便向外迸發(fā)成為一座火山。
噴發(fā)時(shí)，熾熱的氣體、液體或固體物質(zhì)突然冒出。這些物質(zhì)堆積在開(kāi)口周圍，形成一座錐形山頭。“火山口”是火山錐頂部的洼陷，開(kāi)口處通到地表。錐形山是火山形成的產(chǎn)物?；鹕絿姵龅奈镔|(zhì)主要是氣體，但是象渣和灰的大量火山巖和固體物質(zhì)也噴了出來(lái)。實(shí)際上，火山巖是被火山噴發(fā)出來(lái)的巖漿，當(dāng)巖漿上升到接近地表的高度時(shí)，它的溫度和壓力開(kāi)始下降，發(fā)生了物理和化學(xué)變化，巖漿就變成了火山巖。
形成
火山的形成涉及一系列物理化學(xué)過(guò)程。在上升過(guò)程中溶解在巖漿中揮發(fā)份逐漸溶出，形成氣泡，當(dāng)氣泡占有的體積分?jǐn)?shù)超過(guò)75%時(shí)，禁錮在液體中的氣泡會(huì)迅速釋放出來(lái)，導(dǎo)致爆炸性噴發(fā)，氣體釋放后巖漿粘度降到很低，流動(dòng)轉(zhuǎn)變成湍流性質(zhì)的。如若巖漿粘滯性數(shù)較低或揮發(fā)份較少，便僅有寧?kù)o式溢流。從部分熔融到噴發(fā)一系列的物理化學(xué)變化的差別形成了形形色色的火山活動(dòng)。
分布
板塊構(gòu)造理論建立以來(lái)，很多學(xué)者根據(jù)板塊理論建立了全球火山模式，認(rèn)為大多數(shù)火山都分布在板塊邊界上，少數(shù)火山分布在板內(nèi)，前者構(gòu)成了四大火山帶，即環(huán)太平洋火山帶、大洋中脊火山帶、東非裂谷火山帶和阿爾卑斯-喜馬拉雅火山帶。板塊學(xué)說(shuō)在火山研究中的意義在于它能把很多看來(lái)是彼此孤立的現(xiàn)象，聯(lián)為一個(gè)有機(jī)的整體，但以這個(gè)學(xué)說(shuō)建立的火山活動(dòng)模式也并不是十分完美的，如環(huán)大西洋為什么就沒(méi)有火山帶;板內(nèi)火山不在板塊邊界上，用地幔柱解釋它的成因似乎依據(jù)也不夠充分。新近又有學(xué)者(李鴻業(yè)，1993)提出兩極擠壓說(shuō)，揭開(kāi)了地球發(fā)展的奧秘，他認(rèn)為在兩極擠壓力作用下，地球赤道軸擴(kuò)張形成經(jīng)向張裂和緯向擠壓，全球火山主要分布在經(jīng)向和緯向構(gòu)造帶內(nèi)。下圖為全球火山和強(qiáng)震分布圖，圖中紅色為全新世火山，數(shù)據(jù)取自 Smithsonian 研究所，白色為7級(jí)以上強(qiáng)震，根據(jù)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)目錄繪制。
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