火山灰是如何制成的?

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日本宫城岛上的奥扬山(Mount Oyama)的火山碎屑流坠入大海。
法新社/盖蒂图像

从火山的阴影下,这是一个充满日常贸易,幽默和辛劳的另一个下午。然后突然一切都会变得更糟。大地摇晃,空气爆发出巨大的爆炸。在不知不觉中,天空变黑,火山灰的浓密洪流开始从天空中掉下来,覆盖着沉重的灰色灰尘毯子。

所有的灰烬听起来可能更像是一团糟,而不是真正的危险,而只需考虑一个纯粹的破坏力火山碎屑流。烟灰,气体和岩石碎片可以以125 mph的速度(200 kph)传播。并且内部温度为752至1,472度(400至800度C),它几乎可以在其路径中烘烤任何东西。

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研究公元79年的考古学家维苏威山在庞贝的死者中经常发现骨折的头骨 - 迅速而残酷的终点的迹象。火山碎屑流的热量只是沸腾了大脑,直到压力像蛋壳一样碎了头。火山碎屑流可能会造成巨大破坏,但仅发生在爆炸性的火山喷发中(与您在夏威夷可能看到的非散发喷发相反)。

幸运的是,大多数人都不需要与火山喷发的摧毁文明的,令人头疼的影响。有更好的理解火山如何工作,我们设法阅读了警告信号,并在很大程度上避免了过去几个世纪以来火山活动造成的大规模生命损失。

尽管如此,灰秋天仍然威胁着广泛的地区。风可以将掉落的颗粒跨越数千英里,对植物和动物掉落的风险构成风险。在1980年北美最大的华盛顿山圣海伦斯山(Mount St. Helens)爆发之后,Ash跌至蒙大拿州。

但是,火山灰是如何形成的,喷发后会发生什么呢?在本文中,我们将吹走这些问题,并了解此材料的制成。

创建火山灰

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圣海伦斯山(Mount St. Helens)在1980年爆发期间向天空射击了一列火山灰。
Internewtwork Media/Photodisc/盖蒂图像

如果您曾经观察到篝火,您可能会注意到烟雾和从火焰中升起的灰烬。这些纯粹是燃烧:一种产生热和光的快速化学过程。另一方面,您看到的烟雾从爆发的火山中升起,主要由气体的爆炸性释放形成的微小矿物颗粒组成。

板构造活动中的活动地球的地壳形成熔融岩石的沉积物(或岩浆)。该岩浆包含被困的加压气体。如果岩浆的限制压力降低或在增加的气压增加,则内容物只是爆炸到表面。

火山就像一瓶苏打水。当燃气气泡急于逃脱您的苏打水瓶时,他们至少带着一些苏打水。就火山而言,逃脱的气体将岩浆带到空中。爆炸的纯粹暴力使上升的岩浆切成小颗粒 - 就像打喷嚏如何在微小的滴水中散发水分一样。这些微小的岩浆碎片随后在空中凝固,变成火山灰。我们称之为流动的表面岩浆岩浆。

火山灰由岩石,矿物质和火山玻璃的微小的锯齿状颗粒组成。这些碎片的尺寸从0.00004英寸(0.001毫米)到0.08英寸(2毫米),大约是米饭的直径。火山的碎片比这更大,但科学家将其归类为煤渣,,,,或者炸弹。火山灰很难,由于每个粒子的锯齿状形式,触摸都磨碎。灰烬的确切矿物质构成取决于岩浆中存在哪些矿物质。

一旦火山灰被空降,三个因素决定了它将在落回地球之前将行驶多远:

  1. 粒度:火山灰的粒子越大,它越接近火山。同样,粒子越小,风将其携带。
  2. 风速和方向:空中的灰云将朝着风的任何方向行驶,并以风速行驶的任何速度行驶。强,恒定的风会以相对直线的方式将火山灰移开。但是,旋转的风暴型风可以在许多不同的方向上分布火山灰。
  3. 喷发类型:有几种不同种类的火山喷发,它们的严重程度涉及以上两个因素。喷发类型决定了灰分的数量,灰分颗粒的大小以及它们传播的大气的高度。特别强大的喷发可以将颗粒爆炸到地球大气的最高水平。

这些火山灰磨坊中有些在空中,将大气中的其他灰尘颗粒连接起来冷凝核,水蒸气在周围凝结以形成云。一些剧烈喷发甚至可以在上层大气中增加足够的火山灰云覆盖率,以使全球温度下降几度,而颗粒则缓慢地在整个星球上散布。例如,1883年的爆发克拉卡托亚一年的全球温度降低2.2度F(1.2度C)[来源:独立]。

那灰烬是从天上掉下来的吗?

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梅拉皮山火山山的灰烬和火山岩在爪哇中部荒芜的房屋。
tarko sudiarno/afp/盖蒂图像

当火山灰降回地球时,影响可能是轻度或破坏性的。这完全取决于喷发和与火山的距离所产生的灰分。灰烬可能会撒上30分钟或跌落几天的区域,并用几百万吨重粉覆盖所有区域。这种经历可能令人迷惑,令人恐惧甚至致命。

大量火山灰对环境构成了重大威胁。如果您要用篷布覆盖草坪的一部分,您最终会杀死基础植物。同样,大量的火山灰层可以剥夺植物,氧气和与其他生物体的必要相互作用。它甚至可以杀死生活在土壤中的微生物。有了大树木,火山灰的额外重量可以像冰暴一样折断四肢。此外,火山灰通常从喷发中带有潜在的有毒化学物质。灰分中的高酸度水平可以改变土壤成分,使某些植物无法生存。

对于动物来说,这张照片并不好。火山灰压制并固定在其体内有花粉头发的昆虫。较大的动物容易受到皮肤和眼睛刺激的影响。如果灰分颗粒的直径小于10微米,则它们也可呼吸。这意味着您可以吸入它们,从而导致各种短期呼吸系统问题。灰烬中的有毒化学物质,例如氟化物,经常对牲畜构成威胁,不仅涂上动物,而且涂有食物和供水。

大量火山灰造成了很多立即的损害,但从长远来看,它们可以极大地丰富土壤和海床。根据灰烬的确切成分,此过程可能需要数周,数月甚至数千年。但是最终,这些爆炸的岩浆颗粒在我们的栖息地中发挥了作用,为植物的生命提供了至关重要的有机碳和氮。火山土壤还含有大量水,可以更好地灌溉植被。

大量的灰分和其他火山碎屑材料最终也可能形成固体岩石。一层热灰经常融合到焊接凝灰岩。其余的大部分逐渐成为我们景观的一部分。因此,我们周围的火山灰跌落的结果。

同时,创造性人类已经找到了自己的灰分用途,将其纳入陶瓷,建筑材料,工业磨料甚至牙膏中。

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来源

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