热门:噗！地球的青春痘 喷出全世界

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以下复印件来源于会说地图，作者陈正全等

会说地图

地图说一切。

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地球上的青春痘

如果地球也能长痘痘，那就是火山。

从地球释放“火气体”的途径，在来自地球深部的高温下岩石部分熔融产生岩浆，在压力下喷出到地表，冷却的岩浆和喷出的碎片堆积形成火山。

▲火山系统通常由储存岩浆的岩浆储存区、岩浆通道、火山口、物质堆积的火山锥(也就是山体)等构成。

火山最害怕的可能是灼热火红的熔岩流。 其温度达到1200℃，吞噬流动的地方。 熔岩流看起来很可怕，其实有粘性，流动速度不太快。

更可怕的是喷出的火山屑和气体混合的火山碎屑流。 高速行驶的车的10倍、300米/秒、温度也达到800℃，混入冰雹般大小的石头，在潜入肺泡窒息的极细火山灰中混入高浓度的二氧化碳、硫化氢、二氧化硫、甲烷等有毒气体……其中，生存

▲大量火山灰和含硫火山气体进入大气形成气溶胶传播，反射太阳光，使地球成为“寒冷的冬天”。 火山灰变成泥浆雨，硫磺变成酸雨，继续危害作物的生长，也有可能引起饥饿。 冰岛在1783年拉基火山爆发后的大饥荒中人口直接减少了1/5

历史上，古罗马名城庞贝被火山碎片掩埋。 公元79年，维苏威火山爆发，仅18小时，庞贝古城就被100多亿吨的火山屑掩埋，最深的地方达到19米，超过了6层高。 任何狂奔、攀登、抱头、蜷缩、玩耍、睡着的人，都永远保持着生前的姿势。

现在，特别是经过欧洲的飞机航线，大多必须绕火山“转”。 直径小于2毫米的火山灰没有洞，非常硬，摩擦可能会损伤机器，带电，妨碍电子设备。 特别是被发动机吸入，在高温下熔融结晶化，附着在零件上的话，容易导致发动机故障，飞机就这样变成了“半空”。

▲通常，从现在开始1万年内没有喷发过的称为死火山，喷发过的称为活火山，活火山分为2种，但现在经常或周期性喷发的称为现代活火山，历史上曾经喷发过但长时间静止的称为休眠火山

美国宇航局认为，对人类来说，超火山的爆炸其实比任何小行星的碰撞都更可怕。 现在地球上随时可能爆发的火山约有20座，其中最危险的是美国黄石公园火山——世界上最大的活火山之一。

距今210万年前，黄石发生了史上最大的火山喷发之一。 威力超过8.0级地震的10000倍，火山煤烟撞击10万米的上空，投放到地球极光所在的热层广岛的“少年”原子弹浓烟只有1万多米，在那之前真是少年。

▲黄石超火山爆发的高度图

超过2000立方公里，足以填满青海湖的火山灰喷出到大气中。 这么多火山灰遮住了天空挡住了太阳，热火山却使地球曾经成为“寒冷的冬天”。 英国科学家们用电脑进行了模拟，黄石火山的爆炸使地球的年平均气温降低了10℃，至少可以持续6-10年以上。

▲之后，黄石火山在距今130万年前和64万年前发生了类似等级的爆炸，形成了现在面积约10000平方公里、厚度约2000米的黄石熔岩高原。

今天，这里也有暗流涌来，地下发现了180万平方公里的靠近墨西哥的大岩浆室，离地表最近的地方只有8公里，没有膨胀。

黄石火山爆发，周围1，000公里以内的人几乎不会牺牲，大量的火山灰向世界扩散，吸入的火山灰导致肺固化死亡的可能性变高，由此引起的全球温度下降，进而疫情和饥饿是不可估量的。

▲现在地球上有500多座活火山。 国内明确的活火山至少有14座，其中长白山天池是最大且最可能喷火的火山

生命的基础

火山这么可怕，而且没有火山可以吗？

放大眼睛就会发现拥有火山对地球来说反而是幸运的。 这必须从46亿年前地球刚形成的时候开始谈。

46亿年前的地球，不是现在蔚蓝安静的样子。 刚碰撞的地球充满了热量，表面被火红的岩浆复盖，没有大气和水，可以说是“大火球”。

在冰冷的宇宙中，地球开始逐渐冷却，密度高的元素沉入地心，密度小的元素浮在表面。 表面的岩浆冷却形成一层“外壳”，越接近地心的温度越高，最终形成了从外向内的“地壳地幔地核”结构。

其中，地幔由固体岩石构成，但具有塑性，可以进行所谓的“蠕动”。 其中一层岩石部分熔融，带有“液态”的岩浆，地质学上称为软流圈。 火山喷发的岩浆，第一来自这里。

▲地球结构图。 最外侧是薄而硬的岩石地壳，占地球体积的1%，中间是塑性的可蠕动地幔，占地球体积的83%，地核由液体的外核和固体的内核构成。

细胞核不断向外释放热量。 由于液体的外核流动，地幔岩石蠕动，其中的物质受热上升，因此这些热在不同的层间“接力”冲击地表，形成了火山。 “继电器”结束后，物质冷却下降，返回受热上升，形成一圈的热对流。

液体外核和地幔有这样的热对流。 液态外核含有多个铁镍等导电的金属物质。 热对流与地球自转共同作用，电磁感应形成地磁。

▲地磁也可以保护大气免受太阳风暴、强烈辐射的侵害。

持续的地幔对流和火山活动，不断地把热量带出核，使导电物质冷却下降。 这些对流活动的速度正好，地球有稳定强大的地磁。

地球的原始大气主要是氢和氦，但它们的质量极小，很快就被太阳风吹散了。 火山大量喷出二氧化碳、水蒸气、氮、臭氧等，形成早期大气。 地球的重力加上地磁，大气就会被地球“锁链”。

▲初期大气中的水蒸气的一部分来自彗星撞击产生的冰物质，一部分来自火山喷发从地底带出的气态水

地球进一步冷却，大气中的水蒸气变成液体下降，聚集在低地时，看起来不允许作为原始海洋的水和火，但这些水的相当一部分来自火山。

▲碳循环示意图

火山喷出的二氧化碳进入大气，二氧化碳溶解在雨水中落到地表的岩石上，与此发生化学反应释放碳和矿物质。 沿着河导入海洋，海底碳酸盐堆积。 随着板块的下沉和再溶解，碳回到地幔，从火山喷出。

火山喷出的二氧化碳进入大气，二氧化碳溶解在雨水中落到地表的岩石上，与此发生化学反应释放碳和矿物质。 沿着河导入海洋，海底碳酸盐堆积。 随着板块的下沉和再溶解，碳回到地幔，从火山喷出。

这是地球独特的碳循环，火山是其中的恒温调节器。 宾夕法尼亚大学地球物理学家布拉德·福利说:“如果火山不把二氧化碳放回大气中，地球就会非常寒冷，结冰。”

现在大气中的臭氧保护地球免受有害放射线的侵害。 适度的大气束缚适量的太阳能，将地表温度保持在0度以上，以免水结冰。

也有研究认为在火山的化学环境中无机物转化成了有机物。 这是生命的第一步。

▲火山形成的海底热泉可以提供多种矿物质，相比同样深度的其他海底地区，这里盛行一般的生物，具有化学合成细菌、古生菌、巨大管虫、蛤仔、节肢动物等多种生物。 合成细菌维生的方法不是光合作用，而是氧化从深海热泉喷出的硫化物获得能量合成有机质。 其他生物依赖那些生活。 这个热泉环境和原始海洋条件很相似

火山塑造了一切

地球表面的岩石圈非常硬，地幔中的热对流不断地“碰撞”，地球表面的岩石圈像打破蛋壳一样被分成多个硬块。 这就是板块构造。 现在地球是太阳系中唯一具有活动结构板块的行星。

▲地球结构板块形象

在地球表面，地幔“驮”使板块们缓慢移动。 因此，在板块和板块相遇的地方，发生了压迫、碰撞、俯冲等活跃的构造运动，90%的火山活动出现在这里。 (上图红线的地方)

另一座火山位于板块内部，来自2900km深度核地幔边界的热流直接“冲”地壳，像柱子一样通常被称为地幔柱，形成热点火山(上图中的红点)。

▲热点是地幔柱在地表区域，位置相对固定，板块在其上慢慢移动，形成了“大长列”的链状火山，如夏威夷群岛的火山

从地幔中涌出的岩浆，陆地裂开，海水流入裂缝，岩浆喷出，形成增殖的洋中等身材。 这是地球上最广阔的火山活动区域。

熔岩接触水冷却后，构成新的海底，扩大到越远的两侧陆地，海也越向外生长。

▲大海的扩张形象

但是，当海洋在某种程度上扩张时，密度更高的海洋地壳在与密度更小的陆地的交界处急剧下降，海底物质回到地幔，海洋开始消失，直到完全关闭。

在这个过程中，两侧的陆地碰撞形成造山带，形成地球上最雄伟的喜马拉雅山脉。 现在的青藏高原，几千万年前还是广阔的大海，剩下的大海在高原上留下了大小湖泊。 例如，有人认为青海湖是由当初残留在陆地上的海水聚集而成的。

▲太平洋是世界上最大的海洋，但正在消失。 太平洋板块在边界俯冲，结构活跃，形成环太平洋火山带，世界2/3的火山集中，如“火环”

现在，在地球上，东非的大裂谷可以说是海洋成长的第一阶段。 那个未来会成为海上的脊吧。 红海、亚丁湾是成长的海洋童年期大西洋是成人期的海洋，保持平衡。 太平洋的削减大于增长地中海不再增长，未来将逐渐消失。

中央海岭火山系统促进了海洋的成长，推进了大陆分离，最终地球变成了现在的“七大洲五大洋”的样子。 板块分离出现了环境隔离，除了不同气候带的作用外，生命现在正在分化成差异较大的物种。

▲火山地形图

现在地球表面的70%是火山岩，其中海底几乎由火山岩构成。 火山喷出丰富的地形，熔岩冷却形成高山、高原、丘陵、岛……中国内蒙古高原、峨眉山地区、湿洲岛、澎湖列岛等的形成与火山有关。

可以说正是火山，塑造了现在地球的样子。

“幸运”的地球

纵观全宇宙，像地球这样“幸运”的星星不太多。

在太阳系中，行星的结构与地球非常相似的水星。 体积小，冷却速度快，地幔外域被冷却。 在过去的10亿年里，水星火山爆发和熔岩流停止了，地幔和火山吸收热量促进对流，水星磁场已经强度只减弱了地球的1%。 再加上离太阳的距离最近，不足以抵抗太阳风。 水星的大气已经全部被炸飞，上面也没有水。

▲火星西半球地形图

大小是地球的一半，是离太阳更远的火星，冷却速度更快。 曾经熔融的核，可能已经固化了。 没有内部活动的岩浆，没有火山活动。 火星的磁场几乎消失了，只有地球的1/800。

火星上有降水被冲刷的痕迹，证明有大气和海洋的可能性很高。 但是现在失去了稳定的大气，大气密度只是地球的1%。 因此，很多地质学家认为火星在地球进化的下一阶段，即没有火山和地质运动后，地球有可能归结为平静的未来。

火山活动可以说是一颗星星具有“生命力”的象征。 就像人类青春发育期荷尔蒙分泌旺盛而出现的“痘痘”。

没有火山，这颗星也就没有心跳，没有力量推动一切代谢和再生。 没有大气，没有海洋，没有生命。 只能慢慢暴露在宇宙中，恢复沉默。

作者:陈正全(中国地震局地质研究所助理研究员，实验火山学方向)，乐兮，苏小七

第一次参考资料:

1 .中国国家地理自然百科《地球》

2 .中国国家地理自然百科《海洋》

3.the encyclopedia of volcanoes，第二版- academic press

4 .维基百科:火山

原题:《噗！ 地球上的青春痘向世界各地喷出”