世界最高的火山,是火圈内安第斯山脉的奥霍斯德尔萨拉多山,耸立于阿根廷与智利边界,海拔六千八百八十七公尺。
火圈中的火山比洋底火山活跃,原因是熔岩稠厚,蒸汽不能逸出,就像香槟酒的气泡。可能爆炸造成多孔的浮石。有些火山沉睡多年,冷却了的熔岩像瓶塞一样,堵住火山颈,阻止下面的熔岩和气体喷出。若内部熔岩越积越多,压力不断增加,甚而使山坡鼓起。最后压力太大,造成猛烈的爆炸,整座山可能炸得粉碎。
一九八○年五月十八日,美国华盛顿州圣海伦斯火山爆发,山顶和一侧山坡炸开,破坏面积甚广。大团火山灰、气体和蒸汽升到二十五公里上空。
一八一五年四月,印尼坦博拉火山喷发,把一百六十五立方公里的石块和熔岩抛到半空,夺去九万条人命。喷发后的火山口直径达十一公里。
坦博拉火山那次喷发,跟远古时代一些大规模喷发相比,不过像燃放烟火。美国怀俄明州的黄石破火山口,面积达二千五百平方公里,可以想见当年的喷发规模。
喀拉喀托岛上的火山,沉睡多年,大家以为已经熄灭,岂知其突然爆发,摧毁全岛。有人认为那是人类历史上响声最大的爆炸。爆发引起海啸,破坏范围扩大,数万人死亡。
一八八三年八月二十七日,喀拉喀托岛上火山爆发,当时公认为历史上最猛烈的爆炸。结果三百座村落被毁,三万六千人死亡;一百六十公里外的房屋裂开;四千八百公里外闻得巨响;冲击波环绕地球七圈。
一八八三年初,喀拉喀托仍是巽他海峡上一个普通的火山岛,地处爪哇和荷属东印度群岛(今印度尼西亚)之间。一般居民对岛上的大火山没有戒心。火山高八百二十公尺,自一六八○年喷发后,再无活跃迹象。讵料一八八三年五月二十日,火山锥突然恢复生机,把炽热的火山灰喷上半空。这次喷发很快结束。随后的夏季中,不时有小规模的喷发。由于类似的火山活动在那一带并不罕见,居民大多不以为然。到八月,地下却传出隆隆响声。
八月二十六日下午一时,震耳欲聋的声音响彻全岛。一小时后一团直径二十七公里的黑色火山灰高悬半空,居民纷纷往海上逃生。一名循海路逃过大难的英国人忆述:“可怜的人们以为世界末日降临,像羊群般聚集起来,同声哭号,场面凄惨。”
翌晨,火山猛烈爆发,把整个岛炸开,三分之二土地灰飞烟灭,十九立方公里岩石变为微尘,喷上五十五公里高空,直径二百八十公里的范围一片漆黑。一百六十公里外,爪哇北部的居民听到爆炸巨响;远在西面约四千八百公里外,印度洋罗德里格斯岛的居民听到响声,以为某处展开激烈海战。
整个岛只剩下一个巨大火山口,直径六公里,位于海平面下约二百七十五公尺。火山口注满海水,引发海啸,巨浪高四十公尺,以一千一百公里时速往外冲,几及音速。海水壁立如堵,淹没邻近小岛;连夏威夷和美国加州南部都感觉得到海啸的威力。八月二十八日,爆发平息,其后仍间歇有小规模火山活动,至翌年二月才完全沉寂。
是次爆发,火山锥喷出来的浮岩,在附近海面飘浮,阻碍航道数天之久。其后数月,仍有浮岩在印度洋上漂流。火山灰在大气中循环飘散逾一年,期间全球可见反常的落日光辉。在某些地方,火山灰使太阳和月亮变为蓝色或绿色,使大气温度降低。
地壳构造板块相撞处,火山活动总是十分激烈。印澳板块和欧亚板块相遇处,即爪哇和苏门答腊一带,至少屹立着一百座火山,喀拉喀托只是其中一座。一九二七年十二月,喀拉喀托再次活跃起来,在海平面下产生一个新的小岛。二十五年后,猛烈爆发导致该岛上升,称为小喀拉喀托火山岛。终有一天,这座新生海岛的命运会跟其母岛相同。
喀拉喀托火山爆发,引起海啸。巨浪以雷霆万钧之势横扫陆上,卷走房屋、船只和人。据目击者记载:“……海浪摧毁一切,并吞没居民,连残迹也没留下。”一幅当代蚀刻画描绘汽船被冲到喀拉喀托以北约二十五公里的直鹿勿洞。
喀拉喀托一八八三年大爆发后,只余几个小岩屿。一九五二年,再度活跃起来,产生亚纳喀拉喀托岛,即“小喀拉喀托”。随后多次火山活动使该岛上升;本世纪八十年代中,高于海平面一百八十八公尺。
有人根据喀拉喀托爆发初期的照片,做成蚀刻画,显示该岛被毁前的样子:一个满布热带植物的偏远海岛。爆发沉寂后,该岛只余一些小岩屿,生物全埋在火山灰里。五年后,才再有动植物生长起来。
巽他海峡上不断有海岛消失后又重生,一八八三年喀拉喀托爆发,不过是这几个循环的一节而已。一百多万年前,火成岩、火山渣、火山灰层层相叠,构成锥状山峰,总高度约为二千一百公尺,其中约三百公尺在海平面以下。其后由于火山活动(据爪哇文《列王纪》记载,时为公元四一六年),山巅被毁,呈碗形陷落,称为破火山口。破火山口部分凸出海平面,形成加拉达、加拉达客西、塞东等小岛。
多年间,又有三个新的火山锥升上海面,最后露出一个大岛,就是喀拉喀托岛,一八八三年爆发。一九二七年底,海床上的旧火山锥再次活跃起来,翌年一月产生小喀拉喀托岛,位于海平面之下。其后的火山活动把小岛推出水面。
火山为何会“死亡”
火山进入老年期,就不再喷出稠浆火焰,但会形成温泉和冒泡泥塘,其内部结构或会暴露于地面。火山喷发所塑造的地形,最壮观的莫如巨大的圆形破火山口,那是古代大型火山爆发留下的遗迹,直径往往以数十公里计。
新西兰陶波湖就是典型的破火山口。两千年前,熔岩不断在一座巨大休眠火山内积聚,终于在公元一八六年爆发。由于威力强大,整个山峰中部塌陷到岩浆房内。直插云霄的高山消失,剩下一个大湖,四周是低矮峭壁,标出火山口崩塌的边界。
公元前一六四五年前后,希腊桑托林岛发生大规模爆发,把古代城市阿克洛提里化为灰烬,岛的中部塌陷。该岛可能就是传说中的阿特兰提斯岛(柏拉图说是海浪吞没的)。现今的桑托林由一圈小岛组成,即爆发后破火山口的外缘。泻湖内有一座新生的火山。
活火山沉寂下来时,常出现喷气口、温泉、泥潭等,大多位于破火山口内。温泉是地下水下渗遇到炽热的岩浆,受热涌上地面形成的。若地下水所受的温度和压力较高,水温达到沸点,蒸汽和热水从地下激射出来,就形成间歇泉。黄石公园的老信徒间歇泉,大约每一小时十五分钟喷一次热水和蒸汽;间歇的时间,供蒸汽在岩层间积聚压力。
由于表层岩石起隔热作用,火山深处的熔岩也许要几百万年才能冷凝。
休眠火山最终会熄灭,变为死火山,但地处活动板块边缘的火山随时可能死灰复燃。死火山受风化侵蚀,把火山灰和较软岩石剥蚀殆尽,露出内部塞满了凝固岩浆的火山筒。火山筒是岩浆流往火山口的通道,筒内充填物称为火山栓。由于岩浆凝成的岩石一般十分坚硬,不易风化,四周的岩石剥蚀掉后,老火山的火山筒和火山栓就凸出地面。
因著名电影《第三类接触》而出名的美国怀俄明州魔塔山,就是个火山栓。原来的火山长期风化,把较软的岩石侵蚀掉,剩下火山筒内凝固的结构:熔岩冷却时收缩,形成六角柱状的玄武岩。
熔岩流形成的柱状玄武岩较火山更为多见,如北爱尔兰的贾恩茨考斯韦角。岩柱像风琴管子,一个挨一个垂直熔岩流排列着。这类熔岩通常不是火山喷出而是从地面裂缝涌出来,覆盖大片土地。熔岩层层相叠,可能构成玄武岩高原。占印度面积五分之一的德干高原,就是大规模熔岩流造成的。
熔岩从岩石裂缝或岩层较弱处向上流,往往到不了地面而在地下凝固。在竖向岩缝中凝固成坚硬的岩壁,宽阔笔直,不易风化。美国新墨西哥沙漠中一堵岩壁从希普罗克峰伸出,长达十五公里。
岩浆若涌入水平岩缝,则冷凝成岩板,称为岩床。英格兰北部的暗色岩床原本在地下,其表层较软岩石风化剥蚀掉后,岩床露了出来,成为长长的陡崖。古罗马人以此作为英格兰与苏格兰之间的天然屏障,并沿其顶部修筑了部分哈德良长城。
熔岩流进沉积岩层有时会把岩层向上顶,形成蘑菇状的岩盘。若熔岩涌进一层层沉积岩中,就形成相叠的岩盘。美国蒙大那州朱迪斯山脉的形状,即由这类岩盘构成。
每座火山下都有一个容纳岩浆的空间,称为岩浆房,岩浆地下冷却,通常形成结晶岩石,例如花岗岩,称为岩基。由于地壳活动和风化作用,其表层岩石消失,露出岩基。在康沃尔,从岩浆房分支出来的花岗岩圆形岩株,露出地面,形成高原沼地,例如博德明沼地。美国加州的内华达山脉本为巨大岩基,表层风化消失才露出地面,成为绵亘的山脉。约塞来蒂谷的花岗岩壁,不过是其小部分受冰川切割而成的地形。
极地也会有火山吗
这座冰火相伴的山峰,矗立在地球上人迹罕至的大洲上。埃里伯斯火山是南极洲的灯塔和路标,在午夜太阳的照耀下,笼罩着玫瑰红与松石绿的光晕,喷出的蒸汽远飘数里,飘过冰封的罗斯岛上空。山下有美国人建立的麦克默多站,不远处有几间小屋,是当年斯科特、沙克尔顿所率领的探险队度宿处。小屋现已破旧,陈设仍保留原样。罐头食物、留声机都放在原来地方,在严寒中保存完好。二十世纪初期的探险家简直把埃里伯斯火山视为“良师益友”,一次次外出勘察地形或做科学考察,都有赖埃里伯斯火山引导返回营地。
特罗尔火山和埃里伯斯火山是地球上已知区域最南端的两座山。一听“特罗尔”和“埃里伯斯”这两个名字,好像颇有含意,尤其是“埃里伯斯”在希腊文中意指阴冥。其实这是罗斯上校麾下两艘船的名字。一八四一年一月,他指挥这两艘船穿过浮冰,寻拱磁南极。
罗斯率领的探险队向南推进。一天早晨,看见一座雄伟的山峰峰顶有东西飘扬,起初以为是雪花随风乱舞。细看原来是一座火山正在喷发,喷出大量火和蒸汽。在万里冰原中有此景象,实在令人惊讶。罗斯上校以船名把这座火山命名为埃里伯斯;以另一船名命名附近一座较小的休眠火山为特罗尔。
罗斯上校始终找不到磁南极。南下的路被冰架阻挡,此冰架大如法国,后来命名为罗斯冰架。虽找不到磁南极,但此行已是了不起的成就。一九○一至○四年,斯科特率领一支探险队又来到这里。到一九○七至○九年,沙克尔顿在此寻找磁南极和地南极,才登上峰顶。
登山时环境恶劣,山坡的蓝色冰层近乎垂直,上覆薄雪,气温摄氏零下三十三度,空气稀薄,呼吸困难,他们登山经验又不足,一名队员的脚冻伤了,然而终于登上了峰顶。峰顶地形奇特,四个火山口一个叠一个,地面散布完整的长石晶体,大多竖立,状如鬼怪,似在迎接他们。他们起初大惑不解,后来发现地面有好些喷气孔,喷出蒸汽柱,蒸汽喷出不久就冷凝,冻成这些形状。那个活火山口深二百七十五公尺,喷出一团团含硫烟雾,把熔岩像炮弹似地射上半空。
一九七八年,在南极新西兰斯科特站工作的野外求生专家蒙提斯报道说:“数十枚熔岩飞弹一边打转,一边在我们头面高处盘旋,像电影里的慢镜头。有些‘轰隆’一声从天空坠落,其他自我们中间飞过,有的快,有的慢。大多数如茶壶,少数比茶壶大得多……纷纷落在主火山口中,融掉积雪,激起热水和蒸汽嘶嘶喷上半空。”
埃里伯斯火山的喷发景象尽管令人胆战心惊,但一九七五年以前从没有人受到伤害。一九七九年十一月,一架新西兰飞机载游客飞到火山边观光,遇上喷发,不幸二百五十七名乘客与机员全部罹难。他们可说主要死于“乳白天空”现象,那是极地一种极其危险的大气光象:大地与天空呈现一片均匀的白色辉光,云和地平线难以分辨,无法辨认方向和景物。出事飞机的残骸仍散布在冰雪中,提醒大家南极洲虽然美丽多姿,但也很危险。
冰川冰川是如何形成的
虽然见过冰川的人不多,但在许多方面,冰川对人类今后在地球上生存的重要性,不亚于海洋和空气。因为如果地球的气候发生往日曾有过的那种现象,大为转冷,南极洲和格陵兰的冰原就会扩大,使海面降低,后果会带来灾难。反之,如果这些冰原进一步融解,海水就会上涨,全世界濒海地区必然受到严重破坏。
冰川威胁着人类,却也带给人类丰富的资源。世界上的大河,从亚马逊河到恒河,从隆河到哥伦比亚河,多半都发源于冰川。全世界约四分之三的淡水,即约七百万立方英里,都结成冰储存起来。据科学家估计,储存量约等于全球六十六年的雨量。
冰川是怎样产生的?简单说来,每遇冬天下降的雪超过夏天融解的雪,就形成冰川。剩余的雪积聚起来,便逐渐变成冰。第一步变化是从雪片变为微小的冰晶,称为“万年雪”或“永久冰雪”。雪暴接连降落,积雪日深,精致的冰晶便会越来越紧密,而重新结晶成为近乎球形的坚硬冰粒。随着积雪逐年增加,冰块逐渐增大,并且越来越坚硬。
这种像岩石般的大冰块怎会移动?冰川学家有几个学说,彼此还在争论中,但他们大致同意冰块厚度达到一百至一百五十英尺时,便起变化。晶状冰在冰川深处遭受重大压力时,变为半可塑性,受到地心引力开始流动。可是,无人确实知道冰川在什么地方和在什么温度就会流动。科学家凿隧道深入格陵兰的冰块里面,发觉冰川与地面坚实地冻结在一起,但距地面一英尺到三十英尺的冰却在移动中。
不管真正的构因如何,大多数冰川每天只移动一英寸或一两英尺(有些冰川全不移动)。但也有打破记录的,移动速度惊人。一九六六年,有一位机师在加拿大育空区飞越史提尔山时,看见一条极壮观的冰川,每小时移动两英尺——每天几达五十英尺!那条冰川长二十二英里、宽一英里余,有规律地向前冲行,所向披靡,一切东西都被它冲毁带走。
许多世纪以来,冰川已使地球面貌大为改观。冰川挟万钧之力冲凿地面,挖成北美洲五大湖和挪威沿海的峡湾,凿成阿尔卑斯山高耸的马特杭峰,以及掘成珞矶山脉那些惊险的峡谷。
冰川怎样做出这些杰作呢?冰川沿着峡谷向前移动时,一路上把两旁和谷底的大小岩石及泥土都挖了起来。岩块碎石随着冰川前进,又把下面的基岩磨蚀,使冰蚀槽扩宽加深。
上次冰期在一万八千年前达到最高点时,地球陆地大约有百分之三十给许多冰原覆盖了。其中两个至今犹存,一个在格陵兰,一个在南极洲。全球约百分之九十七的冰川都在这两个地方。南极洲面积约五百五十万平方英里,比欧洲还大。整个南极洲都给坚冰盖着,有许多地方露出阿尔卑斯山那样高的山脉,又有些地方冰原厚达一万二千英尺。