火山碎屑流
热气体和火山灰混合而成的气流
火山碎屑流是一种由热气体和火山灰混合而成的高速气流,具有极大的破坏性和致命性。它们可以从火山以高达每小时700公里的速度喷出,温度通常在800至1000摄氏度之间。火山碎屑流是主要的火山杀手之一,由于其速度极快,很难躲避。
概述
火山碎屑流是火山专业术语,英文名为Pyroclastic Flow。这个术语源自希腊语“pyro”(火)和“klastos”(碎块),用来描述火山爆炸后形成的岩石火岩浆碎块。火山碎屑流是气体和碎屑的混合物,不是水流,而是一种夹杂着岩石碎屑的、高密度的、高温的、高速的气流,常紧贴地面横扫而过。火山碎屑流起因于火山爆炸式喷发或熔岩穹丘的崩塌。
发现史
火山碎屑流的现象首次被科学家认识是在1902年加勒比海法属马提尼克岛培雷火山喷发后,当时超过1,075℃的火山碎屑流在一分钟内覆盖了整个圣皮埃尔城,瞬间点燃所有可燃物,导致超过三万人刹那间丧生。这次事件的研究标志着现代火山学的开始,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。
特点
火山碎屑流的速度和温度使其成为极具毁灭性的自然现象。它们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。1902年马提尼克岛Pelée火山喷发时产生的火山碎屑流袭击了St. Pierre城,约30000人丧生。
成因
火山碎屑流的形成机制多样,包括普林尼式火山喷发的喷发柱耗尽(Fountain collapse),武尔卡诺型喷发的喷发柱耗尽,火山口喷出熔岩排气时形成的熔结凝灰岩,熔岩穹丘的重力垮塌,以及侧喷发快速变为一场重力流。
大小和影响
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。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时,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。例如,1883年印度尼西亚的喀拉喀托火山爆发形成的火山碎屑流跨过48公里海面抵达了苏门答腊岛。火山碎屑流遇到大量水体还会形成火山泥流。此外,月球表面的月溪被认为是火山碎屑流的遗迹。
参考资料
目录
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