3031米高的阿贡火山从今年8月起不断传出轰隆声,9月曾一度冒烟,21日的黑烟高度达到700米。


印度尼西亚有超过130座活火山,比其他国家来得多。火山爆发时的景象让人既敬畏又恐惧。


火山到底怎么形成?为什么印尼有这么多火山,新加坡没有?那股剧烈的爆发力从何而来?


地球大致可分为三层,即从外至内的地壳、地幔和地核。地壳由好几个大板块和小板块组成。地底的高温会将隐没的岩石板块熔融,形成液体的岩浆。


平时,地下的压力大,岩浆被地壳紧紧压着,要冲出地面并不容易。然而,在板块交界处,即地壳结合比较脆弱的地方,地下压力比较小,岩浆中的气体和水就有可能分离出来,加强岩浆的活动力。岩浆借由浮力缓缓上升,聚集成为岩浆库,就是火山底部储存岩浆的地方。


当岩浆中的气体压力累积到一定的程度时,岩浆就会冲出地面,这就是火山爆发。冲出地面的岩浆(magma)就称为熔岩(lava)。


全球大多数的火山发生在板块交界带附近,这也是经常发生地震的地方。环太平洋火山带,又称环太平洋地震带或火环帶,是一个围绕太平洋经常发生地震和火山爆发的地区,全长四万公里,呈马蹄形。


地球上大部分的地震,包括最强烈的地震都在环太平洋地震带上发生,第二个最猛烈的地震带是阿尔卑斯带,从爪哇岛、苏门答腊岛伸延至喜马拉雅山脉、地中海以及大西洋。印尼刚好在这两个猛烈的地震带的交汇处,因此地震多,火山也多。


不过,还有一些火山并不位于板块的交界处,最著名的例子就是夏威夷群岛。这些火山不在板块交汇处,而坐落于“热点”上。火山学家目前对于热点的机制研究得还不清楚,但普遍认同,热点由地函底部上升的“热柱”造成。当板块在热点上做水平移动时,便有一连串的火山生成。这样作用连续发生后,会造成一系列的火山岛群,离热点越远的火山其生成年代越老。


火山的破坏力


地底的岩浆(magma)上升到火山口以后就叫熔岩(lava)。火山喷发后,尽管滚烫的熔岩看似危险,但它的流动速度相当缓慢;真正具有杀伤力的是火山碎屑流(pyroclastic flow)。这指的是在火山爆发后,从火山快速流动出来的炽热气体、灰烬和岩石。


熔岩流动速度缓慢,人们还有时间逃离;火山碎屑流的流动速度可达每小时几百公里,温度可高达1000摄氏度,而且还夹杂着有毒气体。想象一下,火山碎屑流就像子弹列车冲下斜坡,附近的所有生物都会因为无法呼吸,以及不可承受其高温而死亡。这也就是意大利的庞贝城(Pompeii)居民无法逃脱的原因。


公元79年,庞贝城在维苏威火山大爆发时,被冲下来的火山碎屑流覆没。古城在地下沉睡了1600多年后,在1748年被发现。19世纪,考古学家开始考察发掘这座古城时,发现当时来不及逃难的人们被灼热的火山灰裹住。火山灰凝固后形成硬壳,虽然遗骸已经残缺,但考古学家用石膏灌进硬壳,重现1900多年前恐怖的那一瞬间,遇难者有的跪着,有的倒卧……由此可见火山碎屑流的毁灭性破坏力。


怎么分辨活/死/睡火山


我们经常听到人们用“活”“睡”“死”来形容火山,这其实是不科学的说法,因为火山并不会“乖乖”地遵循人类给它们贴上的标签。


新加坡地球观测与研究所的火山研究团队接受《联合早报》访问时解释,一般上,科学家会把那些正在爆发或即将爆发的火山归类为活火山。那些到目前为止可以让人安全地接近的火山则是睡火山。


不过,有些火山既活跃又可以让人在安全的范围里靠近它们,虽然随时都有可能爆发,但威力不强也不危险。另一方面,有些睡火山可以在毫无预警的情况下随时爆发。


又有另一种是由一团水蒸气从火山内往上升导致的火山爆发,科学家目前还没研究出要如何预测这类的火山爆发。


也有一些火山,很活跃,经常释放水蒸气和间歇泉(geyser),却还未到爆发点。美国黄石国家公园的黄石火山(Yellowstone volcano)也是一座很活跃但没有爆发征兆的火山。


以上几种都是令火山学家不知如何归类的火山,有些人认为是活火山,有人认为是睡火山,相当主观。


不过,如果我们坚持要用“活”“睡”“死”来归类火山,或可从火山内的岩浆属性着手分类。岩浆非常粘稠的火山,在一次爆发后需要等非常长的一段时间才会再度爆发,因此即使过了100年还没爆发,也不能称之为睡火山。


另一方面,那些累积岩浆速度比较快的火山,如果超过一个世纪都还没爆发,就可以归类为睡火山。


研究团队认为,最保守的做法就是,在还未成为死火山以前,都归类成活火山,再从火山爆发预报级别来了解火山的活动状况。


三种归类词汇中,唯有“死火山”是最明确的,即火山再也不会爆发。


尽管如此,团队坦言,火山学家难以知道一座火山是否真的已经死去,也不排除一些被认定已死的火山“起死回生”,因为一次的大爆发到下次的爆发之间或许会相隔很久,甚至有可能要等到几千年后才可以下定论。


目前,最准确辨认“死火山”的方式就是,那座山已经老到被侵蚀掉。这是因为,当火山不再喷发,就不会有新的熔岩流出来“修补”被侵蚀的部分, 由于风化作用,火山被侵蚀的程度会越来越高。通常侵蚀程度非常高的火山意味着,这里很久很久没发生过喷发,那么就可以假定火山已死。


新加坡会有火山吗?


大部分的火山都位于板块交界处,新加坡不处在这个地带,因此近期内几乎不可能出现火山。


然而,不是说有些火山不在板块交界处,而是在热点上形成的吗?新加坡会不会忽然出现热点火山?


新加坡地球观测与研究所的火山研究团队不排除这个可能性,但他们认为,即使新加坡地底真的出现热点,一定会伴随诸多科学家们可探测到的预警信号,例如土地会因为地下岩浆的活动而稍微上升,科学家们可以使用现代仪器探测到土地隆起。


研究团队认为,即使在很久以后,新加坡真的发生火山喷发事件,人们应该会早有准备,并且有充分的时间逃难。


火山的基本形状


一讲到火山,你脑海中会浮现什么画面呢?一个黑色的三角形,上面喷出橘色火焰般的熔岩?


其实,火山的形状和岩浆的粘性有关。岩浆的粘性影响火山喷发的方式,也因此决定了该火山的面貌。


锥形层状火山


日本的富士山与意大利的维苏威火山,都是著名的锥形层状火山(Composite Volcano)。


这种火山由粘性较大的熔岩构成。熔岩不那么容易流动,所含的气体也不容易散发。当它们累积到足够的压力时,就会爆发式喷发。


盾状火山


盾状火山(Shield Volcano),顾名思义,看起来就像一个盾牌。它们是由粘性较小的熔岩构成的。


熔岩粘性小,气体较容易逸散,喷发的过程较为温和,流动性也高,能够分布到很大的区域,形成宽广缓和的斜坡,成为盾状火山或熔岩台地。


最著名的例子是夏威夷群岛,那里的每个岛屿都是一座巨大的盾状火山。


火山穹丘


层状火山和盾状火山可达几千米高。火山穹丘则只有100米左右高。


火山穹丘(Lava Dome)是由高黏度的熔岩形成的。由于黏度太高,熔岩离开火山口后不会流得太远,只能在火山口上及其附近冷却凝固。因此,火山穹丘常见于火山口内或火山的侧翼,是一种突起的圆顶状。


火山渣锥


火山渣锥(Cinder cone)是由火山喷出的物质在火山口周围堆积而成的山丘。由于火山碎屑物胶结松散,因此无法形成较高的堆积,通常都小于500米。较著名的火山渣锥为墨西哥的帕里库廷火山,它是世界上最年轻的火山。