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第42章 火山大喷发(1)

一、火山喷发概说

一提到火山,人们就会自然而然地想到它喷火的样子:那熊熊烈焰和放炮般的轰鸣,给人一种恐怖之感;那赤红滚滚的熔岩,从山顶上倾泻而下,横扫了一个个村庄,毁坏了一块块肥沃的农田;至于火山灰喷射时,更是“正昼无见,风雨晦冥”,人们分不清到底是在黑夜还是白天。的确,火山是喷火的山,但它喷出的并不是普通的火,而是温度高达上千度的岩浆、火山灰和由各种成分的气体组成的混合物。

火山喷发是一种普通的自然现象,在太阳系中,不仅地球上经常发生,而且月球和其他行星上也时有发生。然而,在古代科学技术不发达的时候,对于火山喷发这种自然现象,人们往往给它披上一层神秘的外衣。出于对火山喷发的恐怖感,古代波利尼西亚人把火山喷发看成美丽而易怒的火山女神在发怒时的表现。

古罗马人则认为,火山及其有关的现象,应归因于禁锢于地下深处的风神的作用,是它突然地、强烈地挣扎以至冲出地表的结果。在火山活动频繁的日本,至今还保持着祭祀火神的传统仪式。上述种种说法,掺杂了许多神话色彩,自然不足为信。

那么,火山究竟是怎么回事?原来,地球内部和外部都是处在不断运动中的。像我们平常所看到的刮风、下雨、潮汐和流水等,都是由地球外部的力量所引起的运动,称为“外力运动”。地球内部也在不停地运动,而且运动的表现形式也是多种多样的。火山就是在地球内力作用下引起地球内部炽热的融熔状态的岩浆、各种气体(水蒸气、二氧化碳、硫化氢、氯化氢、氢、氧等)和固体(火山灰、火山弹、火山砾等)喷出地表所形成的山。火山喷出时所看到的通红火柱就是喷出时的各种气体和固体被炽热的熔岩映红的结果。

人们一般把火山分为死火山、休眠火山和活火山三类。死火山是指那些保有火山形态和物质,在人类历史时期和现今从未活动过的火山,这类火山在世界上的分布最为广泛。休眠火山是指在人类的历史时期有过活动,但现在处于休眠状态的火山。活火山则是指那些现在仍继续周期性爆发的火山。目前世界已探明的死火山有2000座;活火山有500多座,其中有十分之一是海底火山。

关于活火山有很多趣闻。例如对于火山“生长”速率的描述,典型事例是墨西哥的帕里库廷火山。1943年2月20日,位于墨西哥首都墨西哥城以西约320公里的帕里库廷镇,一个农民正在地里劳动,突然大地震动并伴随着雷鸣般的巨响,浓厚的烟尘随即从田里的裂缝中滚滚而出。一天以后,喷出的火山物质已高达12米并开始喷出岩浆。到2月26日,在原来平地上“生长”出来的火山锥已高达150米,一年以后又长至335米。到1951年8月,即这座火山停止爆发的前半年,火山口边缘的最高点已高出原基地近650米,这座火山的年平均增长竟高达80米。

世界上大多数活火山喷发时都比较突然、猛烈。首先是喷出大量的气体,气体冲出火山口时发出骇人的怪啸,惊天动地。随气体一起喷出的是大量的火山碎屑物。紧接着,地下炽热的熔岩会喷射出来,然后沿着山坡倾泻而下。如果这时空气中的水汽趋于饱和,暴风雨随即发生,伴随着泥石流,使景象更为可怕。这一类火山叫做爆裂式喷发火山。像着名的意大利维苏威火山,印度尼西亚喀拉喀托火山、坦博腊火山,西印度群岛培雷火山都属于此类。

世界上也有一些火山喷发时,既没有猛烈的爆炸现象,也没有大量的火山碎屑物喷出,只是在火山口形成炽热的熔岩湖,熔岩只是平静地从裂缝中缓慢地流出,有时火柱在火山侧面沿裂缝排列成行,夜里看去就像一幕“火帘”。当熔岩流经陡坎时,可形成壮观的熔岩瀑布。这一类火山叫做沸腾式火山,数量较少,最具有代表性的是夏威夷群岛上的火山和檀香山上的基劳亚火山。

除上述两类火山之外,还有一种泥火山,也叫做假火山。

它既没有爆裂式火山那般猛烈,也没有沸腾式火山那么优雅,只有气体从裂缝中徐徐喷出。喷出的气体中含有大量水蒸气,水蒸气通过泥质岩层时常凝结成水,把泥质岩变成泥浆。泥浆溢出地面,堆积成泥质小山丘,这就是泥火山。

地球上的火山活动分布范围很广。火山自古以来就给人们留下了深刻印象,也留下了许多宝贵的记载。尽管和整个地球历史相比较,人类历史只是短暂的瞬间,它所能提供的资料也不过是沧海一粟,但是随着现代科学技术的发展以及独立的火山学的形成,人类已经对历史时期的火山活动有了一定的了解。进入近代以后,火山活动的空间分布就显得较有规律。世界上的2000座死火山和500多座活火山,大致分布在三个主要火山带:环太平洋火山带,地中海火山带,东非火山带。世界上还有很多主要的火山国家,如我们前面讲到的我国的东邻日本,火山活动十分频繁,被称为“火山王国”,而日本的富士山也被称为“火山博物馆”。印度尼西亚号称“千岛之国”,但它境内的火山喷发也十分频繁,同样享有“火山王国”的美誉。世界上其他主要的火山国家还有意大利、冰岛、新西兰以及美洲各国等。

火山喷发时,从火山口经常抛出一些炽热的岩块、浮石、火山渣、火山灰等。它们有的是被撕裂了的半凝固的岩浆,有的是原来的岩石盖层或稍凝固的熔岩,被上升热气体压力冲破后喷射出来。有些火山在爆发时是以岩浆的溢流为主。这些都是火山喷发的原生现象。由原生现象所造成的灾害就称为“原生灾害”。在一些大规模的火山喷发中,这些物质组成的混合物如猛兽般迅速流动,犹如熊熊烈火滚滚而下,沿途一切东西都被吞噬了。

除原生现象之外,火山喷发还伴随着地震、海啸、雪崩、泥石流、长时期的气候变化等“次生现象”,由这些次生现象所造成的灾害称为“次生灾害”。但是,在有些火山喷发过程中,次生灾害所造成的损失会比火山喷发的原生灾害还要大得多,这尤其以长时期气候变化的影响最为显着,它能使地球像“打摆子”一样,严重扰乱生态系统的平衡。

任何自然灾害都是相对于人类社会而言的,不触及人类社会安全的自然现象永远也不能构成为灾害。尽管火山喷发是地球上最壮丽的自然景观,但它也是人类的巨大灾难。科学家做过精心的统计,近三个世纪以来,死于火山喷发的总人数已经超过20万。一次火山喷发造成的人员伤亡,虽然无法跟一次大地震造成的人员伤亡相比较,也没有一次大洪灾或大饥荒造成的伤亡惨重,但是,火山喷发对整个自然生态系统的影响却是它们所不能比拟的。由于火山喷发给人类社会造成的巨大危害,人们往往把火山和地震看成是同等恐怖的自然灾害。

人类和任何其他生物一样,其生存和发展都是需要一定条件的。从广泛的意义上说,人类本身也是自然界的一部分,人与自然的关系可以理解成部分与整体的关系;从人类自身这个角度上看,人类又是相对独立地存在于自然之外的一个物质实体。人和自然之间就形成了一种对立统一的关系。从这个意义上说,火山喷发给人类社会造成的危害,具体可以分为两个方面的内容:一是对人类生存环境的破坏;二是对人类自身的伤害。下面我们将对这两个方面分别进行介绍。

自然界构成了人类生存的物质环境(或称自然环境)。环境是相对于主体而言的,自然环境是围绕着人类这个主体,占据着一定空间,为人类提供生存条件的物质实体,是构成人类生存和发展所依赖的各种自然条件的总和。它又可以划分为天然环境和人工环境两类。前者是指天然形成的,未经人类影响和加工过的,还保持着原始状态的各种自然物的总和,如山脉、河流、海洋,等等。后者是指自然界中原来没有的,人类为了生存和发展的需要,通过自己的劳动在自然物的基础上建造出来的种种物质环境,如农田、房屋、道路、桥梁,等等。

它们两者共同构成了人类生存所必需的物质条件,向人类提供了生存所必需的各种物质资料。

火山喷发时,首当其冲的是自然环境中的自然物。例如,山脉在火山喷发的巨大冲击力作用下发生倒塌,严重时会导致山体顶部整个被炸飞掉;当火山喷发发生在近海地区和海底时,又会激起巨大的海啸,海啸袭击海岸,使海岸塌陷,陆地下沉,甚至整块陆地都被淹没在海水之下。

在火山喷发中天然环境被破坏得十分严重而且造成严重灾害的,当首推1383年印度尼西亚的喀拉喀托火山大爆发。喀拉喀托火山的大规模爆发,使爪哇岛和苏门答腊岛几乎所有的火山同时爆发,炽热的熔岩剧烈地喷射,像无数条正在发怒的火龙。整条火山山脉很快便消失在一片汪洋大海之中。幸存的人们目瞪口呆地看着14座像魔鬼一样的新火山突兀地从海里冒出来,每座火山都在猛烈地喷射岩浆。火山喷发的同时激起了巨大的海啸,海啸席卷之处,森林全部被毁,海岸塌陷,塞朗岛、斯弟尔斯岛、卡尔梅椰岛都淹没在深深的海水之下。

然而,就火山喷发对人类生存环境而言,莫过于火山喷发所引起的长时期的气候变化。这种长时期的气候变化会使地球像“打摆子”一样忽冷忽热。这种现象如果持续下去,将会造成低温、干旱、暴雨等气候异常现象。这不仅会对人类社会造成重大破坏,而且会对整个生态系统产生极为深远的恶劣影响。

人工环境大部分建筑在地球表面,而人类目前的科技水平与经济能力又不能够使它们完全抵御火山喷发所形成的巨大冲击,因此一旦发生火山喷发,随着这些人工设施的破坏,必将对人类社会造成重大灾难。火山喷发所造成的人工环境的破坏主要表现在以下几个方面:一是破坏人工建筑,如房屋、桥梁和其他设施;二是破坏生命线工程,主要指水电、交通、通讯设施等;三是恶化工农业生产条件,如冲毁河湖、破坏农田等。这些例子,在火山灾害史上俯拾皆是。例如,1902年培雷火山喷发时,不仅夺走了三万多人的生命,还毁坏了一切生存的基础。遭到破坏的,不仅有砖房与茅草房,而且还有当地的人们用辛勤劳动开垦建造和精心耕作的甘蔗、香蕉和咖啡种植园。熔岩所经之处,一切东西荡然无存,就连用巨大的花岗岩按殖民风格建造的天主教教堂也无法阻挡熔岩的淫威。

火山喷发不仅造成自然环境的严重破坏,同时还造成大量的人员伤亡。造成人员伤亡的最主要原因是火山喷发的原生现象。火山喷射出来的熔岩温度常常高达上千度,而且来势极为凶猛,如果火山附近的居民事先没有丝毫准备,那么就难逃一死。火山喷发产生的强大气浪甚至会使远处的居民也在劫难逃。而火山口喷射出来的大量灰烬和有害气体,也会刺激人们的耳、鼻、眼、口,轻则伤害人们的呼吸系统和消化系统,重则使人们窒息而死,或中毒死亡,更多的人则是被降落下来的火山灰烬活埋。至于火山喷发所引起的人工建筑物的倒塌、破坏并由此而引起的伤亡则更是不计其数。

庞贝是古罗马时代一座非常繁荣的城市,它是希腊人所建造的。但是,公元79年维苏威火山的爆发,使庞贝古城彻底埋葬,大约1.6万人被夺去了生命。1902年,培雷火山突然爆发,炽热的熔岩挟带着滚滚烈焰,顷刻之间,美丽的圣皮埃尔城就被完全吞噬了。全镇4万居民,除了两人奇迹般地逃脱外,其余全部葬身火海。而1815年印度尼西亚的坦博腊火山喷发,是人类有记载的历史时期内,地球上最猛烈的火山喷发,共造成9.2万人死亡,真可谓空前绝后。

火山喷发不仅造成人员伤亡,还对幸存下来的人们造成极大的伤害。从救灾角度上讲,减少火山喷发对幸存者的伤害,具有更实际、更迫切的意义。火山喷发对幸存者的伤害,包括对其生理的伤害和心理的伤害。

火山喷发对幸存者的生理伤害是显而易见的。随着人类对火山喷发防御知识的积累和现代科学技术的发展,这个问题已引起人们的重视,火山喷发对人类造成的生理伤害已经能够得到及时和有效的治疗。但是,人们对于火山喷发给人们带来的心理和精神伤害仍然没有给予足够的重视。

火山喷发对幸存者所造成的心理伤害,从火山喷发那一刻起就已经存在,幸存者亲眼目睹了炽热的熔岩、烈焰摧毁了自己平时司空见惯的空间世界,使人们的生存基础遭到严重破坏,因此在心理上丧失了空间归宿感,感到一种无以名状的生存威胁,表现出极度恐慌和不安。这时,人们在正常生活条件下所建造的心理世界突然坠毁,使正常的社会化进程暂时中断。人们平时向往和追求的事业成功、工作成就、家庭幸福、爱情、友谊、生活情趣等突然停止,尤其是家庭残破、身体残疾等,使人们在心理上产生巨大的失落感。这种心理上的失重,打乱了人们平时信奉的行为规范,模糊了角色意识,压缩了心理需要层次。人们平时对丰富多彩生活的追求,变成了简单的求生欲望。在这个时候,如何妥善安置这些幸存者,给他们一定的指导,提出新的合理化建议,使他们能够重新过上安居乐业的生活,就应该成为政府重点考虑的事情。

任何事物都有两重性,火山喷发也丝毫不例外。火山喷发一方面给人类带来巨大的灾难;另一方面也给人类带来了不少的好处。科学家说,如果没有火山活动,地球上目前所知道的生命都可能消亡。例如,如果没有火山或其他力量创造山脉,陆地就会沉到海平面以下;如果没有火山喷发喷出大量的二氧化碳气体,我们生存的地球就会是永恒的冰川时代。

火山喷发时所喷射出来的熔岩、火山灰和其他火山碎屑物,风化后发育的土壤非常肥沃,含有丰富的磷和钾,有利于农作物的生长。印度的德干高原,就是古代火山作用形成的玄武岩台地,经过风化作用发育为肥沃的黑土,成为印度的主要产棉区。另外,火山喷发时常有许多有益矿物相伴而生,因此许多探险家前往火山地区寻找矿藏。例如,美国的科罗拉多州盛产的黄金,内华达州盛产的白银,亚利桑那州盛产的铜矿,以及意大利的利巴利岛上盛产的硫磺,都是火山喷发的产物,这些地方吸引了众多的探险者。

火山区的地下蕴藏着极其丰富的热能。地热是一种价廉而又取之不尽的绿色能源,人们可以通过安装特殊的机器来获取它。现在已有许多国家利用地热来发电或用作其他用途。例如,美国加利福尼亚州已经有5%的能源来自地热。科学家们都把地热称为火山土壤中的“黄金”,一旦人类彻底掌握了利用地热的技术,就能为全世界几十亿人提供清洁、安全、廉价而且用之不竭的能源。

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