沉睡了400多年之後,哥斯大黎加的阿雷納火山在1968年劇烈噴發。這次噴發造成87人死亡,掩埋了三座村莊。近來這個火山開始有規律地噴發,壯麗的景觀吸引了來自世界各地的遊客。

今天的義大利曾是古羅馬人居住的地方,古羅馬人認為火山噴發是由掌管火和金屬製品的神武爾坎(Vulcan)造成的。相傳武爾坎在一座名叫武爾卡諾的大山底下鍛造武器,這座山就位於義大利一座離島上。每當義大利的某座火山開始隆隆作響時,古羅馬人就會說:「看,武爾坎又在加緊打造武器和鎧甲了;」當火山劇烈噴發時,他們會為認那是武爾坎生氣了。

英文中「火山」(volcano)一詞就來源於武爾坎的名字,相應的衍生詞還有火山學(volcanology——研究火山的學科)和火山學家(volcanologist——研究火山學的科學家)。地質學家會研究岩石、山體和地球其他方面,火山也在其研究範圍內。

火山的結構

火山噴發剖面圖

大多數火山的源頭都位於地表下方約100公里或更深的地方,那裡的溫度高達攝氏1400度,而且壓力極大,使得部分岩石熔化,成為岩漿。大多數岩漿都待在地下深處,但有些比周圍的岩石輕,並且包含大量氣體,會慢慢抬升,愈來愈接近地面。這些上升的岩漿會在離地面幾公尺的地方聚集,形成一個岩漿庫。如果壓力足夠大,岩漿就會衝破周圍的岩石,形成開口,或者從之前噴發的開口直接噴出。不論是哪種情形,岩漿都會衝出地表,有時爆發得異常劇烈,如同爆炸一般。

岩漿噴發的出口叫做「噴發口」。噴出的物質會在噴發口處堆積並形成山丘,這就是火山。

從火山噴射出的、流到地面上的岩漿被稱為熔岩。熔岩熾熱無比,通常溫度約攝氏1,100度,這樣的高溫足以使純金熔化。

夏威夷火山
圖為夏威夷的啟勞亞火山,耀眼的熔岩緩緩流下。啟勞亞火山是世界上最活躍的火山,也是夏威夷神話中火神培拉的住處。

熔岩可以使建築物和森林起火,不過所幸它流動速度通常很慢,人們可以在其到達之前逃脫。以帕里庫廷火山為例,它的熔岩流速從每天幾公尺到每小時約900公尺不等。在極為罕見的情況下,某些快速流動的熔岩流速能達到時速約70公里,碰到這種情況人們就得迅速離開才能確保安全。

火山帶來的死亡與破壞

「火山就像是世界上最大的爆竹,」美國地質調查局(USGS)的火山學家詹姆斯�A奎克博士說道,「它們能釋放出驚人的巨大能量——以1980年聖海倫火山的那次噴發為例,釋放的能量足有一顆大核彈爆炸那麼大。」

火山爆發的兩大致命因素都是看不見摸不著的。火山噴發時釋放的氣體,致使人和動物中毒和缺氧而死。這些氣體包括二氧化硫、二氧化碳、氯化氫和硫化氫。另一個隱形殺手則是噴發帶來的強烈熱浪,這些熱浪幾乎能破壞它所經過的任何物體。

「二氧化硫(火山噴發出的氣體)混合著從天而降的毛毛細雨形成了硫酸雨。硫酸雨的腐蝕性很強,幾天之內就會讓我的金屬眼鏡框鏽到一碰就碎。」作家多諾萬,韋伯斯特,在一次前往南太平洋安布里姆島的旅行中描述道。

火山噴發出的很多物質高溫且堅硬,會造成傷亡和破壞。這些物質中顆粒最小要數火山塵,它們很輕,可以一直上升到大氣層,然後繞行地球一周以後才降落地面。火山灰是由滾燙的石頭碎屑組成的,碎屑的直徑不超過5公分;然而就是這些小碎屑不知埋葬了多少生命,掩埋了多少城市。火山渣是指直徑最大約2.5公分的碎片,而火山彈就是大石塊了。帕里庫廷火山噴射的火山彈中,有些單片的重量甚至超過90公噸。

火山灰
1980年聖海倫火山爆噴,噴出的火山灰把這輛車都埋起來了。

有時火山爆發會產生火山碎屑流。火山碎屑流是高溫氣體和石頭碎屑的混合體,沿火山向下奔騰,最高時速可達160公里。「火山碎屑流是火山現象中最致命的」,地質學家凱爾文,羅多夫解釋道,「它們的溫度極高,有時可達攝氏600度。只要呼吸到一口,就會馬上斃命。」

火山泥流也很危險,泥流為石頭碎片和水的混合物,在火山山坡上形成後便會快速流下。建築物、橋樑和人都可能被火山泥流碾碎或沖走。

在海裡或沿海發生的火山爆發和地震有時會引發海嘯,這些海浪在海面上的推進速度可達每小時幾百公里。當海嘯靠近海岸時,能夠掀起15公尺以上的水牆,淹沒並捲走岸上的人和建築物。

火山的多樣性

奧林帕斯山
奧林帕斯山是火星上的盾狀火山。它是我們太陽系內已知的最大火山,占地面積有八個臺灣那麼大。

不同的噴發方式會造就不同種類的火山。盾狀火山坡度緩和,主要是由流動的熔岩形成的。世界上最大的火山——夏威夷的冒納羅亞火山——就是一座盾狀火山。太陽系中已知最大的火山,即火星上的奧林帕斯山,也是盾狀火山。奧林帕斯山高約2萬6000公尺,是地球上最高峰珠穆朗瑪峰的三倍多。另一種火山是火山渣錐,是由噴發出的火山灰、火山渣及其他岩石質地的物質堆成的圓錐狀火山,帕里庫廷火山就屬於這種火山。成層火山,也叫複式火山,它們坡度較陡,由岩石碎片和熔岩構成,美國華盛頓州的聖海倫火山和日本的富士山都是複式火山。

富士山
日本最高峰富士山是一座典型的複式火山。
塞羅內格羅火山
塞羅內格羅火山是一座火山渣錐。它是中美洲最年輕的火山,誕生於1850年4月。

有些火山學家還會根據噴發的可能性為火山分類。那些在歷史上並沒有噴發記錄的火山被稱作死火山,但是因為我們無法深入地底看看那裡目前的情況,所以所謂的死火山有時也會死而復生。哥斯大黎加的阿雷納火山就一度被認為是死火山,直到1968年它用噴發否認了這一點。

許多火山現在看起來很平靜,但在過去的幾個世紀中都有過噴發記錄。鑒於它們將來可能再度甦醒,我們把它們稱作休眠火山。聖海倫火山曾被當做是休眠火山,直到1980年它再度噴發。那些有噴發跡象,或者近期噴發過的火山,被稱為活火山。

不過,參與史密森尼學會的「全球火山計畫」的科學家們並不使用「休眠」或「死火山」這樣的字眼。這項計畫的負責人詹姆斯,盧爾博士說:火山可能會在平靜了3萬年後再次開始噴發,這使得人們無法準確地定義「休眠」。盧爾博士的小組發現地球上約有1550座活火山。

聖海倫火山

直擊聖海倫火山

「雲團離我們越來越近,就像長了臂膀一樣。」布魯斯後來這樣回憶道。一開始他和蘇的帳篷周圍的樹被狂風吹倒,幸好狂風沒有傷到他們。一棵大樹被風連根拔起後留下了一個大洞。這對情侶不慎掉進去後,旁邊的樹又陸續倒下,把這個洞封了起來。事後他們才意識到掉進洞裡是多麼幸運。因為當布魯斯想要從洞裡爬出來的時候,一股熱浪洶湧襲來,把他手臂和腿上的毛髮都燒焦了,他不得已又爬回洞中。布魯斯是位麵包師,經常需要估測烤箱溫度,據他後來估計,當時熱浪的溫度大約有攝氏150度。

「等到我們離開山谷的時候,天黑得伸手不見五指,」蘇,拉夫後來回憶說:「我們用上衣包住頭來過濾空氣中的火山灰,讓自己能呼吸得順暢一點。我們不斷被山上掉下來的石頭和冰塊打中,頭頂就是閃電。火山自己製造出了雷暴。」

蘇和布魯斯後來成功脫險。他們的朋友中有兩人也成功逃生,但其中一人被嚴重燒傷,另一人則臀部受了重傷。他們另外兩個朋友則在這次災難中喪生。

聖海倫火山爆發時,蘇,拉夫和布魯斯,納爾遜正與四個朋友在距火山23公里的地方露營。他們目睹的現象與火山碎屑流很像,但其實並非火山碎屑流。如果是真正的火山碎屑流,他們絕無生還可能。

 

就像人類一樣,每座火山都有自己的個性。有些火山爆發時只有熔岩靜靜地流淌,有些卻伴隨著劇烈的爆炸噴射出火山灰和氣體。」~卡洛琳,德里傑,火山學家

 

(本文摘自:《直擊大災難》