火山灰的奥秘

睿鑫红木

事情发生前，这只是个再普通不过的下午，店铺照常营业，人们像往常一样工作，日子平静而又充满生趣。但是忽然之间，一切都变了。地面摇晃不止，空气中弥漫着爆炸的味道。在您还没有搞清楚发生了什么之前，天空开始变得昏暗，厚厚的火山灰包裹着粉尘、石块从天而降。

登录/注册后可看大图 AFP/Getty Images 日本三宅岛上的小山火山爆发时形成的火山泥石流正在冲入大海

漫天灰土似乎并不危险，只是有些麻烦，但只要想想火山泥石流的强大破坏力，您就会改变看法。大量火山灰、烟尘还有碎石块能以接近每小时200公里的速度飞驰而下。并且这股强大的岩浆流内部温度可以达到400至800摄氏度，它几乎会把沿途的一切东西烤焦。
公元前79年维苏威火山频繁爆发而导致庞贝古城的灭亡。考古学家通过对此进行研究发现，整个城市的毁灭过程非常迅速，像是在一瞬间被冻结了一样，遗址上随处可见依然保持着临死前痛苦姿态的人体骨骸。火山岩浆流携带的强大热量可以轻易摧毁人类坚硬的头盖骨，强大的压力则使大脑像鸡蛋一样一触即碎。但这种巨大的破坏力仅在爆发式火山喷发时出现，与夏威夷的那种非爆发式火山喷发完全不同。
幸运的是，大部分人不需要面对这种灾难性的破坏以及它所带来的灭顶之灾。只要能更好的了解火山爆发，我们就能读懂火山爆发前的各种信号，在很大程度上避免火山活动在过去千百年间造成的大规模生命损失。
尽管如此，火山灰仍然会对广大地区造成威胁。火山爆发后产生的各种粉尘杂质会随风绵延数千公里，对所到之处的动物和植物构成威胁。1980年，北美最大的火山——华盛顿的圣海伦火山大爆发，它所产生的火山灰甚至蔓延到了蒙大拿州。
那么您知道火山灰是如何形成的吗？它们在火山爆发时会产生怎样的影响呢？
如果您曾观察过篝火，肯定注意过火焰上空漂浮的烟雾和浮灰。它们完全是燃烧的产物，燃烧过程是一种快速产生光和热的化学过程。但另一方面，您所看到的火山爆发时的巨大烟雾，则主要是由爆炸性气体释放所产生的微小矿物颗粒组成的。

登录/注册后可看大图 InterNewtwork Media/Photodisc/Getty Images 在空中拍摄到的1980年圣海伦火山爆发时生成的巨大烟雾柱。

地壳板块活动储存了大量熔岩（或称岩浆）。这些岩浆中含有丰富的压缩气体。如果岩浆的外部压力减少或者内部气压增高，那它们就会冲破地表，形成火山喷发。如果您想更详细地了解这一过程，请仔细阅读火山的奥秘一文。
形象的说，火山爆发就好像您打开一瓶汽水，当瓶子里的气泡源源不断钻出瓶口时，也会带出来不少汽水。对于火山而言，就是强大的气流将岩浆冲了出去。火山爆发后产生的物质伴随着岩浆的上升而变成许多微小颗粒，就好像一个喷嚏会喷出无数微小液滴一样。这些微小的岩浆颗粒在空中凝固成块，最后形成火山灰。

[size=+1]空中最高的火山灰云层[size=-1]闪闪发光的夜光云存在于大气层边缘。它们是怎么到那儿去的呢？有的人认为是陨石活动导致了这种现象，但也有人说人造火箭是罪魁祸首。但是由于在1883年喀拉喀托火山大爆之前，很少有人发现这种云层，所以也有人将它们归结于被喷射到76至85公里高空的火山灰。

火山灰是由微小的岩石颗粒、矿物和火山玻璃组成。这些物质的直径从0.001毫米到2毫米不等，大约相当于一粒米的直径。火山爆发时也会产生较大的物质，但科学家将它们归类为灰烬，碎石。由于火山灰的组成粒子呈现出参差不齐的形状，因此它们非常坚硬而且耐磨。精确的火山灰组成取决于岩浆中存在那些物质。
一旦火山灰被喷到空中，以下三个因素将决定它们可以飘到多远：

• 颗粒大小：火山灰的颗粒越大，就越可能降落在距离火山近的地方；反之，如果颗粒越小，那么风就很容易把它们吹到远处。
• 风速和风向：飘浮在空中的火山灰聚集成云，它们的走向和速度都取决于风向和风速。一股强风往往会使火山灰以固定的方式向外扩散。而旋风则会使火山灰扩散到各个方向。
• 火山爆发的类型：火山爆发有许多型，它比以上的两种因素更具有决定性。火山爆发的类型决定了火山灰中的物质组成、火山灰的大小以及它们能够喷射到多高的大气之中。特别强大爆发力甚至可以将火山灰粒子喷入地球大气层的上层。

一些火山灰中的粒子与周围大气中的其他物质相结合形成凝结核，这些凝结核再与大气中的水汽相结合从而凝结成云。一些强烈的火山爆发甚至可以形成大量火山灰，覆盖上层大气，以至于造成全球温度下降。这些火山灰还会慢慢在整个地球漫延，造成更为严重的后果。例如，1883年的喀拉喀托火山大爆发使全球温度在一年内降低了1.2摄氏度。
中国有句俗话“从哪来到哪去”，
当火山灰降落到地面，它所产生的影响或许微乎其微的，但也很有可能是毁灭性的。这全取决于火山爆发带来了多少火山灰，以及您所在的地方距离火山有多远。火山灰可能在空中停留短短30分钟，也很可能是许多天，这数百万吨的粉尘可以遮盖地面上的一切。这种体验可能会令人感到不知所措、心惊胆战，甚至导致生命危险。

登录/注册后可看大图 Tarko Sudiarno/AFP/Getty Images 默拉皮火山爆发时产生的火山灰和火山岩覆盖着已经是一片废墟的爪哇岛。

大量的火山灰会给环境带来严重灾害。如果您在后院草坪上盖上厚厚的篷布，那么很可能会杀死篷布下面的植物。同样的道理，厚厚的火山灰使植物见不到太阳，吸收不了氧气和生长所必须的营养物。它甚至可以杀死土壤中的微生物。对于那些粗壮的大树，火山灰产生的重压可以像冰雹一样压断枝条。除此之外，火山爆发产生的火山灰，往往含有潜在的有毒物质，这些物质可以在某种程度上改变土壤成分，从而使一些植物无法生存。

[size=+1]摧枯拉朽的火山灰[size=-1]火山灰可以轻易将城市和乡村夷为平地。除了对牲畜和庄稼造成危害以外，大量火山灰可能使通信中断，阻断交通，甚至摧毁高楼大厦。火山灰在屋顶大量积聚，很容易导致房屋坍塌。此外，火山灰颗粒对机器设备的损伤尤其严重。

对动物来说，情况一样糟糕。火山灰可以困住能给植物授粉的昆虫。而较大型的动物则容易受到皮肤和眼部刺激。如果火山灰颗粒直径小于10微米的话，便很容易被动物吸入体内，造成各种短期呼吸系统问题。火山灰中的氟等有毒化学物质，经常会对牲畜造成威胁，还会对它们的食物和水源造成污染。
大量火山灰造成的直接损失是巨大的，但是从长远来看，它们会使土壤和河床更加肥沃。但是这一过程通常需要花费几周、几个月或者是几千年的时间，这都取决于火山灰的组成成分。最终这些火山喷发形成的物质将成为我们生活的一部分，它们能够为植物生长提供重要的有机碳和氮。火山土壤中还含有充足的水分，可以很好地灌溉植物。
大量堆积的火山灰和碎屑物质最终也可能形成岩石。热灰层往往会融入凝灰岩表面。很多火山爆发的遗迹，最终都成为了地球上独特的风景。好了，说了这么多，其实重点只有一个，那就是火山灰对我们生活的影响可以说是无处不在的。
同时，人类也在不断开发火山灰的利用价值。火山灰已经越来越多得被应用到陶瓷工业、建材、工业磨料，甚至是牙膏当中。