菲律宾马荣火山的火山碎屑流,1984年

火山碎屑流是某些火山爆发或的一个平常但极具毁灭性的现象,又称火山雷。为快速流动的炽热的气体岩石(被称为火山灰火山碎屑),可从火山以每小时700公里的速度向外喷出。气体温度通常是在1000-800摄氏度。火山碎屑流通常顺火山斜坡向下运动,速度取决于其密度、喷发速度与山坡的倾斜度。

发现史

1902年,加勒比海法属马提尼克培雷火山喷发,温度超过1,075℃的火山碎屑流在一分钟内就覆盖整个圣皮埃尔,瞬间点燃所有可燃物,导致超过三万人刹那间丧生。培雷火山爆发的研究,标志现代火山学开始,人类科学家首次认识到火山碎屑流这种自然现象,安托万·拉克鲁瓦(Antoine Lacroix)是第一个描述火山碎屑流现象的地质学家[1]

成因

  • 普林尼式火山喷发喷发柱英语eruption column的来源耗尽(Fountain collapse)。喷出的物质加热了四周的空气,其混合物因对流运动升上许多千米高的大气层。但如果喷出气流不能充分加热四周的空气,对流运动将不足以提供足够动力把火山喷出烟柱送上高空,其混合物则会沿着火山斜坡滚落下去。
  • 武尔卡诺型喷发喷发柱英语eruption column的来源耗尽(Fountain collapse)。火山喷出的气体与其他喷出物形成致密的云状物质造成了火山碎屑流。
  • 火山口喷出熔岩排气时形成的熔灰岩英语ignimbrite
  • 熔岩穹丘重力垮塌。花岗岩等含有二氧化硅的岩石形成粘稠的岩浆,在火山口堆砌成不稳定的熔岩穹丘,穹丘崩塌时便会产生碎屑流(如苏弗里埃尔火山1997年的喷发,致死19人。)
  • 侧喷发英语Lateral eruption,快速变为一场重力流。

规模与效果

一位科学家在1980年喷发的圣海伦斯火山碎屑流现场检查浮岩。

火山碎屑流的体积从几百立方米到超过一千立方公里,虽然这个尺度的事件在最近几十万年未发生。通常的火山碎屑流有1到10立方公里,流经数千米。碎屑流通常包括两部分:贴地的底层流(basal flow)包含更大更粗糙的火山砾与岩石碎块,其上漂浮着极热的烟云,由于碎屑流与周围较冷的空气之间的混合与加热导致的扩散与对流。[2]

奔涌的火山砾的动能将扫平沿途的树木与建筑。高速并炙热的烟尘气体将瞬间致死一切生物。

火山碎屑流遇到水面,其中的致密的火山砾与岩石碎块会落入水体,加热水体形成大量蒸汽,使得火山碎屑流中更轻的烟云更为壮大,以更快速度奔流更远。1883年印尼的喀拉喀托火山喷发形成的火山碎屑流跨过48公里海面抵达了苏门答腊岛[3][4]

火山碎屑流遇到大量水体会形成火山泥流

月球表面的月溪,被认为是火山碎屑流的遗迹。[5]

参见

参考文献

  1. ^ Scarth, Alwyn. La Catastrophe. Oxford. 2002: 207. 
  2. ^ Myers, and Brantley (1995). Volcano Hazards Fact Sheet: Hazardous Phenomena at Volcanoes, USGS Open File Report 95-231
  3. ^ Freundt, Armin. Entrance of hot pyroclastic flows into the sea: experimental observations. Bulletin of Volcanology. 2003, 65: 144–164. Bibcode:2002BVol...65..144F. doi:10.1007/s00445-002-0250-1. 
  4. ^ Camp, Vic. "KRAKATAU, INDONESIA (1883)." How Volcanoes Work. Department of Geological Sciences, San Diego State University, 31 Mar. 2006. Web. 15 Oct. 2010. [1].
  5. ^ Cameron, W. S. (1964), An Interpretation of Schröter's Valley and Other Lunar Sinuous Rills, J. Geophys. Res., 69(12), 2423–2430, doi:10.1029/JZ069i012p02423.

外部链接