火山灰到底是什麼玩意？

斯德朗博利火山多少錢

公元79年8月維蘇威火山突然爆發，火山灰掩埋了整個龐貝古城，達5。6米之厚，這座有古羅馬帝國最為繁華的城市在維蘇威火山爆發後的18個小時內徹底消失了。

為什麼連輕飄飄的 灰 都能有如此巨大的殺傷力？

今天我們來了解一下撒旦之荼毒——

火山灰

火山灰的成因：

火山灰是指

岩漿碎裂

而形成的火山碎屑物中直徑小於2毫米的碎屑。

火山灰的成因：

岩漿中含有水、二氧化碳、二氧化硫等可揮發成分，也就是火山氣體。在地下時壓力較高，這些氣體被壓縮在岩漿中，當岩漿逐漸靠近地表，壓力隨之減小，這些氣體就會逐漸形成氣泡逃逸出來，如果岩漿的粘性較高，火山氣體形成的氣泡無法釋放，呈熔融狀態的岩漿在巨大壓力作用下，由火山口噴出形成岩漿霧，岩漿霧凝固成細小顆粒就形成火山灰，即岩漿的霧化作用形成火山灰。

所以

火山灰的多少取決於岩漿的粘稠度

。

而岩漿的粘性主要取決於演講中二氧化矽（玻璃的主要成分）的含量。含量越多，粘性越大。

而二氧化矽的含量則取決於形成岩漿時融化的岩石種類以及在岩漿房中等待噴發的時間長短等。

岩漿的粘稠度影響了火山的噴發方式。

即便是同一個火山，不同時期的噴發方式也不同，方式很大程度上取決於岩漿的性質。

火山爆發大體上分為以下五個類別：

斯特龍博利式噴發

，名字源自於義大利的斯特龍博利島，其噴出的岩漿粘性比夏威夷式要大一些，比普林尼式要小一些，噴發特徵是熔岩像噴泉一樣向上噴出，西之島也屬於此類噴發。

夏威夷式噴發

，當岩漿的粘性較低時，通常不會伴隨有強烈的爆炸現象，甚至都很難叫做噴發，岩漿只是從火山口溫和的溢流出來。這種火山夏威夷島常見。

裂隙式噴發

，在地表形成直線型長裂隙，從中湧出大量的熔岩，粘性較低。富士山曾多次發生過這種噴發，但最常見的還是冰島和夏威夷。

夏威夷基拉韋厄火山東部裂隙帶

培雷式噴發

，當岩漿粘性較高時，岩漿無法緩緩流動，會在火山頂冷凝形成熔岩穹丘，之後在內部壓力的作用下崩塌，裡面積蓄的岩漿噴出，形成火山碎屑流。非常危險，破壞性極大，聖海倫斯山就是典型。

聖海倫斯火山

普林尼式噴發

，是火山噴發中最猛烈的，大量的火山氣體和岩漿碎塊會噴射到幾千米的高空，岩漿粘性非常高。噴發的火山灰可達平流層，並飄散到全世界。如菲律賓的皮納圖博火山1991年的噴發。

皮納圖博火山爆發

火山灰的生理傷害：

火山灰雖然叫“灰”，但是不同於菸灰，它堅硬、不溶於水，是非常鋒利的玻璃質岩石，幾乎就是玻璃碴子，進入眼睛或者吸入火山灰後會損傷眼角膜和肺部，極高濃度的火山灰會引發嚴重的呼吸系統反應造成窒息。

顆粒物的直徑越小，進入呼吸道的部位越深。10微米直徑的顆粒物通常沉積在上呼吸道，5微米直徑的可進入呼吸道的深部，2微米以下的可100%深入到細支氣管和肺泡。吸入顆粒物被人吸入後，會累積在呼吸系統中，引發許多疾病。對粗顆粒物的暴露可侵害呼吸系統，誘發哮喘病。吸顆粒物可能引發心臟病、肺病、呼吸道疾病，降低肺功能等。因此，對於老人、兒童和已患心肺病者等敏感人群，風險是較大的。

火山灰對人類社會的破壞：

火山灰而且會像水泥那樣遇水凝結，並且吸水增重。

30釐米厚的火山灰就能壓垮大部分房屋。

1991年皮納圖博火山噴發時，颱風和雨使又溼又重的火山灰降落到人口稠密的地區，約200人死在壓塌的屋頂下。

菲律賓的皮納圖博火山1991年的噴發後導致美軍基地受損，圖為距離火山14千米的克拉克空軍基地，火山噴發剛好趕上了颱風來臨，火山灰吸收了大量的水後邊的極為沉重，壓塌了大量的建築。最終導致美軍放棄了該基地，現在成了克拉克國際機場。

距離火山32千米，距離克拉克基地40千米的美國焦碧嬌海軍航空站，火山灰厚度仍然達到30釐米。一架麥道DC-10客機被火山灰的重量壓至“雄起”。

火山灰的恐怖不僅僅如此。

少量的火山灰進入發動機、精密儀器、感測器內部就會造成堵塞、磨損和故障，導致各種各樣的破壞，導致汽車、火車、飛機停運停航。

少量的火山灰就能覆蓋道路上的交通標識和指示線。

少量的火山灰就會造成煙霧籠罩能見度降低。

少量的火山灰遇水變溼後會導電，會引發電力線路停電、短路和火災。

1毫米厚的火山灰就能癱瘓一個城市。

2010年4月16日，由於冰島火山爆發產生的大量火山灰已在歐洲上空瀰漫，臺灣多家航空公司赴歐洲航班宣佈取消或滯後起飛。

在冰島火山大規模噴發之後，英國民航機場全部關閉。進出挪威、瑞典、芬蘭、丹麥等受火山灰雲影響國家的數千架航班也被迫取消。

火山灰對地球環境的影響：

火山灰和火山氣體在高空隨風擴散，遮擋陽光，導致地面降溫，進入“火山冬天”。持續的降溫會造成農作物無法生長，導致糧食短缺，出現大饑荒、經濟蕭條。

距今大約7。4萬年時，印尼的多巴火山曾發生超級噴發，導致全球平均氣溫下降5℃左右，並使得我們的祖先——智人的總人口急劇下降到1萬人左右而瀕臨滅絕。

1815年印尼坦博拉火山發生超級噴發，是世界上有文字記載的規模最大的一次火山爆發，火山爆發指數（VEI）為7。大量的火山灰進入大氣，遮住了太陽光的能量，全球性的低溫席捲了歐洲、美洲和亞洲。這導致全球平均溫度在之後一兩年下降大約攝氏0。4至0。7度。在火山噴發產生的長達15年的全球氣候波動期裡，北半球出現了極端的天氣：乾旱和暴風雨雪。而1816年，則是自1400年以後，北半球最寒冷的一年，經濟蕭條，饑荒四起，餓殍遍野。人們把1816這一年叫做：無夏之年。

1816年被稱為“飢餓之年”，也被稱為“無夏之年”。8月北美歐洲多地依然冰天雪地。

在歐洲，低溫造成了災難，暴雨讓歐洲很多河流泛濫。整個歐洲因飢餓和疫病死了大概20萬人。

1816年開始，大量美國人西遷，尋找更肥沃的土地。歐洲則開始向美國大量移民，掀起了第一次移民高潮。

也因為歐洲的糧食危機，歐洲的資本家開始在世界範圍內擴張，轉嫁危機，世界各地弱小的國家開始淪為殖民地。進而間接的引發了鴉片戰爭，大清自此一蹶不振。

1815-1817年，雲南地區發生大了嘉慶大災荒，同時中國全國經濟大蕭條，人稱 道光蕭條。

在亞洲的印度，夏季陰雨連綿，加重了霍亂的傳播，瘟疫從恆河流域的班加羅爾一直蔓延到莫斯科。

坦博拉火山之怒：蝴蝶的翅膀，1816無夏之年

火山爆發指數採用開放式尺度，歷史上最大型的火山爆發強度為8級，而非爆炸性噴發強度為0級，指數每增1級表示火山爆發威力大10倍。在奧陶紀與更新世之間發生火山爆發指數8級的火山爆發合共有47次，其中42次在過去3，600萬年內發生，最近一次是在26，500年前發生的陶波火山爆發。

關於火山的8級噴發的結果，普遍推測是：

地球氣溫下降5-15攝氏度，地球進入了“冰川時代”

每一次爆發，整個星球都能感受到超級火山的能量。火山噴發出的硫化物一路爬升到同溫層，與空氣中的水分子混合，生成液態的硫酸微粒，這些微粒聚集在一起形成反光層，使天空呈現出刺眼的光亮，同時將太陽光散射回太空，地表因得不到太陽光的照射逐漸變冷，並最終被拖入漫長的冰期，由此形成了“火山嚴冬”。

多巴超級火山的爆發使隨後的一個千年中氣溫持續下降，甚至在下一個千年間使地球進入了“冰川時代”。僅格陵蘭地區冰雪的厚度就增加到1600多米，逐漸演變成格陵蘭冰川大陸。7。4萬年前多巴火山爆發，碎屑流覆蓋2萬平方公里，空降碎屑覆蓋400萬平方公里，全世界超過60%生物死亡，隨即產生6～10年火山冬天和2000年寒冷期。

根據計算機預測，如果再有一次超級火山爆發，地球年平均氣溫會下降5-15攝氏度，北極地區會下降12攝氏度左右，赤道附近可能持續兩三年的積雪。這樣的寒冷氣候會持續6到10年，然後才逐漸恢復正常。

人類災難：

吸入大量火山灰致死

食物鏈中斷

75000年前爆發的多巴超級火山幾乎奪走周邊地區所有生物的性命——厚厚的火山灰席捲而來，一旦進入動物的肺中，將造成血管的破裂；灰燼與肺裡的溼氣混合，變成類似於水泥的漿狀物質，最終使生命窒息死亡。

當時生活在深海中的有孔蟲類也沒有逃脫這場全球性災難。與此同時，幾乎所有的地表植被在極度嚴寒的環境中紛紛凋零、衰亡。食物鏈的基本環節中斷，人類和其他動物因為飢餓而大量死亡。冰雪覆蓋下的地球陷入漫長而蕭條的“寂靜期”，全球人口減少到幾千人。

假如美國黃石火山發生8級噴發：

火山灰的益處：

火山爆發導致火山灰分佈於噴發點周圍的廣闊區域。根據噴射出的岩漿的化學成分，火山灰含有不同數量的土壤養分。岩漿中最豐富的元素是矽和氧。有時候火山爆發也釋放出水，二氧化碳，二氧化硫，硫化氫和氯化氫，以及其它物質。

此外，火山還噴發出岩石碎片，如輝石、角閃石和長石，依次含有豐富的鐵、鎂和鉀。因此，火山土壤大量沉積的區域（如火山噴發點附近的山坡和山谷），土質是相當肥沃的。

例如：

義大利大部分地區是由石灰岩組成的貧瘠土壤。

但在那不勒斯地區（維蘇威火山遺址），土地肥沃，這是由發生在35000和12000年前的火山噴發造成的。這個地區的土壤含有豐富養分，因為火山噴發沉積了必需的礦物質，然後被雨水風化和分解。一旦被吸收到土壤中，他們就成為了植物生命所需營養的穩定供應源。

夏威夷是另一個由於火山爆發導致土壤肥沃的地區，火山爆發反過來促進了當地農業發展。在15到18世紀之間，在考艾島、瓦胡島和莫洛凱島，芋頭和紅薯這類作物的種植，促進了強大部落的產生，以及與今天的夏威夷緊密聯絡的文化繁榮。

富士山腳下的青木原樹海

長白山森林

火山灰的利用：

1。火山灰富含養分，能使土地更肥沃。

2。建材：輕質混凝土如抹灰泥、裝飾板填料比普通混凝土輕2%，耐火 度高2%；砌塊磚、建築大板、承重構件、水工、熱工、橋樑工程建築構件；鐵路道渣；水泥。

3。研磨業：玻璃及眼鏡研磨料，軟金屬及塑膠拋光劑，映象管及熒光屏拋光劑，電鍍前拋光金屬（銀、銅，傢俱、樂器）、清洗和摩擦木質、金屬表面、石料。

4。填料：金屬餐具擦洗劑。電路板清洗研磨料。肥皂、工作服洗滌用去汙粉。

5。日用化工：美容材料（實話說：如此鋒利堅硬的顆粒粉末，其實是毀容材料吧。千萬別信無良商家的炒作。），牙膏、機用肥皂和化妝用品填料。

6。石油化工：分子篩。橡膠、瀝青、造紙、油漆等的填料，過濾劑、殺蟲劑載體，陶瓷彩釉、琺琅配料。可以代替輕質碳酸鈣作塑膠充填料。

全文完

本文部分圖文摘自《科學世界》2016年9月期。