海底火山,顧名思義,就是位于海洋底部的火山。海底火山和地面上的火山形成原理差不多,只不過它長在了海里面,所以便成了海底火山。

1、不同類型的海底火山

和陸地上火山分布一樣,海底火山在板塊內部、板塊邊界都有分布。而板塊邊界有三種類型,分別是匯聚型板塊邊界、離散型板塊邊界、轉換型板塊邊界,其中匯聚型板塊邊界和離散型板塊邊界會產生火山,而匯聚型板塊邊界中一般是俯沖邊界能產生火山。

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1// 俯沖邊界海底火山

俯沖邊界指的是當兩個板塊相對運動時會發生撞擊,由于兩個板塊密度不同,密度大的板塊會俯沖到密度小的板塊下方,形成俯沖帶。在俯沖帶里面兩個板塊的相對運動并沒有停止,大密度的板塊會持續向地球深部俯沖下去,由于深部溫壓的上升,會導致板塊最先俯沖下去的部分發生熔融,從而使得板塊消亡。

而一般大洋板塊比大陸板塊密度更大,所以大洋板塊和大陸板塊撞擊時,會俯沖到大陸板塊下方,形成海溝,而俯沖帶下方由于俯沖板片之間的摩擦形成了局部高溫,一些含水礦物的脫水也會降低巖石熔點,所以巖石就會大量熔融形成巖漿。另外海水從海溝進入俯沖帶地區也會使得巖石發生反應從而形成巖漿,巖漿在地殼中聚集并上升就會引發火山活動。海溝下方地下深處的巖漿很容易順著俯沖帶中的裂隙上升到地表,如果上升的地表在海底,就會形成海底火山。

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俯沖邊界的海底火山多分布在海溝附近,如果這個海底火山持續噴發出的巖漿冒出了海面,然后冷卻,就會形成火山島。海溝靠近陸地一側經常出現成串的島鏈就有可能是這樣形成的,環太平洋火山帶中的海底火山就是這一類型,湯加海底火山就是在這個火山帶上。

2// 離散型板塊邊界海底火山

離散型板塊邊界又叫生長邊界,就是兩個板塊相互分離的邊界,常見于大洋中脊。大洋中脊是板塊生長的地方,這個地方的地殼很薄,很容易張裂,而地殼深處的巖漿順著裂隙上升到海底,就形成了海底火山。絕大部分海底火山都在離散型板塊邊界上,大西洋中脊火山帶就是這一類型,冰島附近的海底火山就在這個火山帶上。

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3// 板塊內部海底火山

板塊內部形成的火山叫作熱點火山,據說和地幔柱有關系。地幔柱是像柱子一般存在于地幔和地核間的高溫通道,其所在位置的地殼底部巖石被熔化成巖漿,隨后巖漿溫度升高并發生膨脹,最終壓迫和沖擊地殼表面,帶來火山噴發。而火山噴發的位置如果在海底也會形成海底火山,夏威夷島鏈就是位于太平洋板塊內部的熱點海底火山爆發形成的島鏈。

2、海底火山的分布

了解了不同類型的海底火山,我們也就了解了海底火山在全球的大概分布——主要分布在太平洋周邊和印度洋、大西洋中部海嶺區域,此外太平洋內部和印度洋內部的地幔柱熱點也可能分布有些許海底火山。據數據統計,全球共有海底火山2萬多座,一半以上位于太平洋,這主要是環太平洋火山帶的功勞。

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我國有一些海域內存在海底火山。其主要分布在南海和東海海域,包括海南島、西沙群島、南沙群島、瓊州海峽等,西沙群島的高尖石就是一座海底火山的露頭。我國的南海海盆、臺灣周邊海域也都有海底火山分布。不過我國的海底火山年代久遠,目前活動性都很微弱。

3、水中的火為啥能不滅?

為什么海底火山不能被海水澆滅呢?

首先,水滅火的原理是隔絕氧氣和冷卻降溫,但是巖漿卻不靠氧氣燃燒,其本身就是溫度高達900到1400℃的熔融態物質,水的臨界壓強大約22兆帕,在深海海底的壓強已經超過臨界壓強,不會發生液氣相變,即使巖漿將海水加熱到幾百攝氏度,海水只會變成一種超臨界流體狀態,從而隔開海水和巖漿。

而海底火山爆發時候,其壓力是非常大的,即使是海底水壓巨大也阻擋不了火山爆發的力量,因此也就無法澆滅火山咯。

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不僅如此,海水不但不能澆滅火山,反而容易加大海底火山爆發的破壞力。據有關研究表明,湯加海底火山爆發威力這么大,很有可能是由于大量海水涌入了巖漿池導致了混合爆炸。

4、海底火山爆發會帶來什么影響

首先還是得看火山爆發的等級如何,火山爆發根據噴發出來的物質的體積分為9個等級,分別是VEI0~8級,數字越大影響越大。一般來說,VEI6以上的海底火山爆發會對全球有較為明顯的影響,而3~5級的影響局限在部分地區,0~2級的影響則只會局限在火山當地。

海底火山爆發首先會帶來海嘯,因為爆發會引起海底地形的劇烈變動,其帶來的海嘯不亞于一次大地震。

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海底火山爆發會對洋流產生影響,因為火山爆發會產生很多熱量,可能短時間影響到海洋中的寒流和暖流。

海底火山灰對周邊的大氣帶來影響,其噴發的火山灰會污染大氣,其中的硫化物可能使得太陽輻射降低而影響地面溫度,俗稱陽傘效應。而海底火山噴發會使得大量水蒸氣進入大氣,湯加海底火山爆發就是一個例子,其給大氣帶來的影響還在評估。此外海底火山噴發會影響海洋生物的生存,對生態、漁業和海洋養殖業都有影響。

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海底火山噴發一方面給人類社會造成了巨大的損失,另一方面也帶來多種資源。海底火山噴發形成火山島和火山周邊的環形珊瑚礁也是重要的旅游資源,而旅游業是太平洋島國上國民經濟的重要支柱。此外,海底火山噴發還會形成各種火山礦床,如銅礦、金礦、硫鐵礦、重晶石等金屬或非金屬礦產。供稿單位:重慶科技館

作者:等風,地理科學專業

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來源: 重慶市科學技術協會