火山究竟因何形成？地球文明為何離不開(kāi)它？

火山活動(dòng)是地球具有生命力的重要象征。我們以夏威夷火山為例，來(lái)說(shuō)說(shuō)火山的形成與作用。

夏威夷群島位于北太平洋中部，由8個(gè)大島和100多個(gè)小島組成，群島的生成與海底火山活動(dòng)有關(guān)。夏威夷島是群島中最大的島嶼，也稱為大島。島上的基拉韋厄和冒納羅亞火山都是世界上活動(dòng)力旺盛的火山，其中冒納羅亞火山被稱為地球上最大的火山。

夏威夷群島上的火山是現(xiàn)代活火山地形中發(fā)育最為典型的。群島上大量圓丘式高山，都是古火山噴發(fā)留下的痕跡。火山島中以最南端的夏威夷島為最大，最高峰冒納開(kāi)亞山位于島上的南部，它與北部的莫納羅亞火山構(gòu)成三角形狀。

太平洋中間的為何這么多的火山呢？而且是一串火山島鏈？我們知道，地球上的火山大部分都是在板塊的邊界處。這里也是板塊邊界嗎？其實(shí)不然，夏威夷火山是在太平洋板塊的中間，離它的邊界還遠(yuǎn)得很。

為了回答太平洋板塊中間為何出現(xiàn)大量火山的問(wèn)題，自19世紀(jì)以來(lái)，地質(zhì)學(xué)家們一直在研究夏威夷火山和火山島鏈，提出了多種假說(shuō)來(lái)解釋它們的成因與機(jī)理，希望能更好地解釋所觀測(cè)到的各種自然現(xiàn)象。

配圖來(lái)自圖蟲(chóng)網(wǎng)

最后形成的共識(shí)是，火山噴發(fā)到地表的熔漿，是來(lái)源于深部地幔高溫高壓巖漿流體，這些火山噴發(fā)的地方稱之為熱點(diǎn)。并且認(rèn)為熱點(diǎn)下深部存在地幔柱，深度可達(dá)地幔和地核之間的交界處，深度到2900km。 地幔柱上涌物質(zhì)提供了這些板內(nèi)熱點(diǎn)的高溫巖漿，形成了現(xiàn)在的地幔柱理論。

而有關(guān)夏威夷火山島鏈的成因，其實(shí)是地幔柱和板塊活動(dòng)共同作用的產(chǎn)物。具體過(guò)程是，太平洋板塊在先西北方向移動(dòng)時(shí)，把地幔柱熱點(diǎn)之上的火山不斷帶走，就在太平洋內(nèi)留下了一串火山島鏈。仔細(xì)看，這個(gè)島鏈并不是直線，在中間有個(gè)拐彎的地方，說(shuō)明板塊運(yùn)動(dòng)時(shí)它的方向曾經(jīng)發(fā)生過(guò)改變。

再來(lái)看環(huán)太平洋火山帶，它是一個(gè)圍繞太平洋經(jīng)常發(fā)生地震和火山爆發(fā)的地區(qū)，全長(zhǎng)4萬(wàn)公里，呈馬蹄形。環(huán)太平洋火山帶共有活火山512座，占全球活火山數(shù)量的80%，而且地球上90%的地震都發(fā)生在這里。其中地處環(huán)太平洋火山帶的印尼，約有130座活火山，地震和火山活動(dòng)頻繁。

那么為什么全球主要的火山都圍繞太平洋呢？這是因?yàn)榄h(huán)太平洋火山帶是由板塊構(gòu)造造成的。地球的板塊就像地球表面上的巨型木筏，經(jīng)常在彼此旁邊滑動(dòng)、碰撞，經(jīng)常性一方壓住另一方。而太平洋板塊本身就非常大，因此它與許多大小板塊接壤并相互作用。太平洋板塊與其周圍構(gòu)造板塊之間的相互作用產(chǎn)生了巨大的能量，這些能量積聚后，又很容易將巖石熔化成巖漿，接著這種巖漿就會(huì)以熔巖的形式上升到地表并形成火山。

自地球誕生至今，火山活動(dòng)就沒(méi)有停止過(guò)。我們的地球文明，也離不開(kāi)火山活動(dòng)帶來(lái)我資源和能量。如果哪一天地球上沒(méi)有火山活動(dòng)了，地球的生命也就到了晚年，也就不再適合人類生存了。

本文為科普中國(guó)·星空計(jì)劃扶持作品

作者：肖龍

審核：張玉修

出品：中國(guó)科協(xié)科普部

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