說到火山噴發(fā)，我們往往并不感到陌生，甚至腦海里會(huì)自動(dòng)生成這樣一個(gè)畫面：一個(gè)巨大的黑紅色“漏斗”向上噴出高聳入云濃煙和巖漿，遮天蔽日，無(wú)情地摧毀周圍一切生命和建筑。然而很多人卻不知道在那神秘且危險(xiǎn)的海洋里也存在火山，并且更加出乎人們預(yù)料的是全球約80%的火山活動(dòng)都是在海底進(jìn)行的，不過由于火山大多分布在深海，人類對(duì)其探索也才不超過10%。那么接下來我將為大家詳細(xì)的介紹海底火山，揭開他神秘的面紗。

　　海底火山字如其名就是坐落于淺海和大洋底部的各式各樣的火山，是巖漿通過海底地殼裂隙或薄弱處噴出，在海洋中形成的火山構(gòu)造，其形成核心源于地球板塊運(yùn)動(dòng)與地幔熔融作用，不同類型的海底火山，形成機(jī)制也存在差異。地球表層的巖石板塊如同“浮冰”般漂浮在塑性的地幔軟流層上，地幔深處的熱對(duì)流作用帶動(dòng)板塊運(yùn)動(dòng)，而板塊的邊界活動(dòng)及內(nèi)部特殊熱點(diǎn)，是催生海底火山的關(guān)鍵因素。根據(jù)構(gòu)造，海底火山可分為三類分別是：

　　洋脊火山：形成于大洋中脊，當(dāng)板塊發(fā)生擴(kuò)張時(shí)，火山就會(huì)噴發(fā)在大洋中脊上面，形成一條條幾千米長(zhǎng)的海底山脈。

　　海溝火山：形成于海溝，是板塊匯聚的邊界，也是海洋地殼俯沖消亡的地方。

　　洋盆火山：形成于大洋盆地內(nèi)，屬于大洋板塊內(nèi)部的火山，是地幔熱點(diǎn)噴發(fā)巖漿的地方。

　　(圖片來源BBC)

　　海溝火山形成示意圖然而根據(jù)火山的活動(dòng)能力又可以將火山分為三類：

　　死火山：?jiǎn)适Я藝姲l(fā)能力可能保存完整形態(tài)也可能殘缺的火山

　　休眠火山：具有完整的火山形態(tài)但處于休眠狀態(tài)的火山，仍具有噴發(fā)能力

　　活火山：尚在活動(dòng)或周期性發(fā)生噴發(fā)活動(dòng)的火山

　　了解了海底火山我們或與仍有疑問，在海底全是冰冷的海水，為什么還會(huì)有海底火山呢?海底火山又是如何噴發(fā)的呢?其實(shí)火山并不是有火的山，平常情況下水通過冷卻燃燒物或隔絕助燃性氣體(例如氧氣)實(shí)現(xiàn)澆滅火焰，而火山噴發(fā)是因板塊活動(dòng)產(chǎn)生高壓導(dǎo)致巖漿從地底擠出，海水只能使冷卻上升的巖漿使其快速凝固，但無(wú)法阻擋巖漿上升，所以海水并不能使火山永久熄滅�；鹕絿姲l(fā)時(shí)巖漿受地幔壓力和浮力驅(qū)動(dòng)，突破地殼后即便遇冷，后續(xù)巖漿仍會(huì)持續(xù)涌出，形成持續(xù)噴發(fā)或多次噴發(fā)的現(xiàn)象。隨著噴發(fā)力度的加大，海水溫度在瞬間突破100℃，大量的氣泡夾雜著火山灰從海底涌向海面，蔚藍(lán)的大海迅速變得渾濁起來，水面開始翻滾沸騰，被水和巖漿加壓的氣泡上升時(shí)發(fā)生爆炸，把海面攪得天翻地覆。由于巖漿甚至由于巖漿的冷卻物不斷堆積可能會(huì)露出水面形成小島，小島在高溫中快速生長(zhǎng)，四周不斷冒著滾滾白煙，海底的氣泡繼續(xù)上升，海水形成水柱從小島縫隙中噴出，大量的氣體和水蒸氣產(chǎn)生的云霧籠罩在小島上空，遮天蔽日的景象猶如世界末日般壓抑，場(chǎng)面極其壯觀——盡管海底火山噴發(fā)次數(shù)很多，但形成小島的也是屈指可數(shù)。即使形成了小島，它也會(huì)在海水的侵蝕中消失。興高采烈的來，悄無(wú)聲息的走。

　　(圖片來源k.sina.com.cn)

　　以現(xiàn)有的資料來看，目前全世界的海底火山有2萬(wàn)多座，其中大部分坐落于廣闊的·太平洋中，但有的科學(xué)家預(yù)測(cè)海底可能暗藏約300多萬(wàn)座火山，其中3.9萬(wàn)座高1000米以上，這個(gè)數(shù)字不得不讓你感到震驚。(小知識(shí)：世界上最大的火山是位于太平洋的“大塔穆火山”，面積相當(dāng)于英國(guó)本土，高度達(dá)4000米，是一座休眠的熱點(diǎn)火山)與主要居住在板塊活動(dòng)邊界處的陸地火山不同，海底火山大多分布在大洋中脊與大洋邊緣的邊界的孤島處，核心分布區(qū)域集中在三大板塊關(guān)聯(lián)帶，且呈明顯帶狀或鏈狀分布。最密集的是大洋中脊帶，以大西洋中脊為代表，這條呈“W”型展布的全球性裂谷總長(zhǎng)超8萬(wàn)公里，北起冰島，南至圣保羅島，沿線分布著42座活火山，近千年內(nèi)已發(fā)生200多次噴發(fā)，是地球“造地”的核心區(qū)域。其次是環(huán)太平洋“火環(huán)”海底段，作為全球火山活動(dòng)最劇烈的區(qū)域，這里集中了全球75%的火山噴發(fā)，從太平洋西部的湯加海溝、馬里亞納海溝，到東部的阿留申海溝，形成馬蹄形火山帶，湯加海底火山、印尼喀拉喀托火山等活躍火山均坐落于此。印度洋則以熱點(diǎn)火山和局部中脊火山為特色，東經(jīng)九十度海嶺是典型代表，這條長(zhǎng)達(dá)5000多公里的巨型海底山脈，由凱爾蓋朗地幔熱點(diǎn)活動(dòng)形成，火山活動(dòng)經(jīng)歷過多次速率變化;留尼汪熱點(diǎn)、毛里求斯熱點(diǎn)也孕育了多處海底火山及火山島。整體來看，海底火山分布嚴(yán)格遵循板塊運(yùn)動(dòng)規(guī)律，洋中脊、俯沖帶及地幔熱點(diǎn)是三大核心聚集區(qū)，用通俗語(yǔ)言可概括為“地球的縫合線、碰撞帶與深層熱源出口”。

　　(圖片來源geo.libretexts.org)

　　由于海底火山坐落于海底，所以它與陸地火山存在很多方面的差異：

　　形成過程：海底火山一般是由于地球內(nèi)部巖漿的噴發(fā)，使得海底上積累了大量的火山巖和玄武巖等物質(zhì)，從而形成海底火山;而陸地火山則是通過地殼板塊的運(yùn)動(dòng)和碰撞等作用，造成巖石熔融，噴發(fā)成火山橄欖石、安山巖等物質(zhì)，從而形成陸地上的火山。

　　形態(tài)特征：由于海底火山活動(dòng)的環(huán)境等因素，其形態(tài)特征與陸地火山有所不同。海底火山常常呈現(xiàn)出平頂或者圓頂狀，并且火山口周圍會(huì)形成海底噴泉、熱液通道等獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境。與此不同的是，陸地火山常常呈現(xiàn)出圓錐形或傾斜的錐形，周圍也常常形成大片的熔巖流和火山灰堆積。

　　噴發(fā)形態(tài)：海水的巨大壓力(深海壓力可達(dá)數(shù)百個(gè)大氣壓)會(huì)抑制巖漿飛濺，因此海底火山多為“寧?kù)o式噴發(fā)”，巖漿緩慢涌出后迅速冷卻，形成獨(dú)特的“枕狀熔巖”(形似枕頭，質(zhì)地堅(jiān)硬);而陸上火山常伴隨劇烈爆炸和火山灰噴發(fā)。

　　影響范圍：由于所處的環(huán)境不同，海底火山噴發(fā)的火山灰、巖漿多被海水稀釋、冷卻，對(duì)大氣環(huán)境影響較小，但局部會(huì)導(dǎo)致海水升溫、水質(zhì)變化，引發(fā)周邊海洋生物遷移或死亡;若噴發(fā)劇烈(如近岸海底火山)，則可能引發(fā)海嘯，威脅沿海地區(qū)。與此不同的是，陸地火山爆發(fā)的情況相對(duì)較為平和，其影響范圍也相對(duì)較小。

　　(圖片來源搜狐視頻)

　　我們已經(jīng)了解到了海底火山的基本信息，但我相信大多數(shù)人仍對(duì)火山抱有消極態(tài)度，認(rèn)為火山是災(zāi)難的象征。其實(shí)沒錯(cuò)，海底火山噴發(fā)所釋放的二氧化硫、二氧化碳等氣體，會(huì)導(dǎo)致海洋酸化，進(jìn)而破壞珊瑚和其他鈣質(zhì)生物的生長(zhǎng)繁衍。 同時(shí)，各種有害物質(zhì)的釋放也會(huì)對(duì)海洋中的無(wú)脊椎動(dòng)物、魚類等造成毒害和生物蓄積，進(jìn)而對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生長(zhǎng)期的負(fù)面影響。海底火山噴發(fā)還有可能導(dǎo)致海嘯對(duì)人類生產(chǎn)生活造成嚴(yán)重破壞。每次火山噴發(fā)也許都代表著”毀滅”，但同時(shí)它也賦予了“新生”。在地質(zhì)方面，海底火山持續(xù)的巖漿噴發(fā)會(huì)讓海底火山錐不斷升高，若噴發(fā)量足夠大，火山錐露出海面就形成海島(如夏威夷群島、冰島);同時(shí)，火山噴發(fā)形成的海底山脈、海嶺，構(gòu)成了海洋地形的基本框架;在生態(tài)方面，熱液噴口周圍雖環(huán)境極端(高溫、高壓、高硫化物)，卻孕育了獨(dú)特的“化能合成生態(tài)系統(tǒng)”——微生物通過分解硫化物獲取能量，支撐著管水母、巨型蛤類、盲蝦等生物生存，打破了“萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)”的傳統(tǒng)認(rèn)知，為研究生命起源提供了重要線索;在礦產(chǎn)方面，海底火山噴發(fā)會(huì)將地幔中的礦物質(zhì)(如銅、鋅、金、銀)帶到海底，在熱液噴口周圍沉積形成礦產(chǎn)資源，是未來海洋資源開發(fā)的重要方向之一;同時(shí)，火山活動(dòng)釋放的二氧化碳、甲烷等氣體，參與全球碳循環(huán)，調(diào)節(jié)地球氣候。

　　這股源自地球深處的熱力，在冰冷深海中開辟出獨(dú)特的生命與地質(zhì)景觀，也讓海底火山成為地球最神秘、最富活力的自然奇觀之一，等待著人類用更先進(jìn)的技術(shù)去探索它的更多秘密。

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　　[4]任秋凌.海底可能暗藏300多萬(wàn)座火山[N].地質(zhì)勘查導(dǎo)報(bào),2007-07-19(003).

　　本文作者：吳興孟、吳宇軒、吳勝凱。

　　支持單位：海洋負(fù)排放(ONCE)國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃、廈門大學(xué)碳中和創(chuàng)新研究中心。

責(zé)編：微科普