火山(Volcano)是
岩浆穿过
地壳,到达地面或喷出地表,形成的山体。
火山通常形状为锥形,主要由火山锥、火山口和火山通道组成。根据火山活动的状况,分为
古火山、
休眠火山和
活火山三种类型;根据构造成因分类分为汇聚板块边缘火山、离散板块边缘火山、热点型火山、大陆裂谷型火山;根据火山的不同形态类型分类可分为盾状火山、层状火山、火山渣锥、熔岩穹丘、破火山口、低平火山口和
泥火山。火山是板块运动的结果,火山活动是岩浆活动的一种形式,是地球动力学过程的重要现象,也是地球
内能和热量释放的途径之一。
火山并不是
地球独有的产物,在
金星、
水星、
火星、月球等
太阳系内多个星球上都已经发现了火山的存在,其喷发物也并不仅有
岩浆喷发,也有由液态的碳氢形成的冰火山等,受其地质条件制约,火山喷发的特点和高度也各不相同。地球上的火山带主要分布在环太平洋火山带、
地中海至
印度尼西亚火山带、洋脊火山带、
红海沿岸和东非火山带中,其地理分布区与地震分布区相似,火山状态以
古火山为主。
火山喷发是一种严重的
自然灾害,火山喷发形成的火山碎屑、
火山灰、
熔岩可以对火山附近的居民造成严重的生命财产损失,影响航空安全和全球气候。火山喷发还会造成
地震、
海啸、
泥石流、
酸雨等次生灾害。火山也可以形成丰富的矿产资源、地热资源、旅游资源。
命名
火山的英文Volcano一词来自于意大利语vulcano“燃烧的山”或拉丁语Vulcanus“Vulcan是古罗马神话中火神的名字”,古罗马神话中记载着传说在意大利
西西里岛上的
埃特纳火山的地底下住着火和锻造之神,埃特纳火山是他的熔炉,他把作坊都设在地下,让烟从火山口中冒出。人们看见埃特纳火山喷发的现象,以为天神在发怒,于是8月23日这天祭奠火神,并逐步用这位火神的名字来指代火山。
火山定义及形成原因
定义
火山是地下深处的高温
岩浆及其有关的气体、碎屑从
地壳中喷出而形成的、具有特殊形态的地质结构。
形成原因
岩浆是在地壳之下50至200公里处受高温高压熔融的地下熔岩,受低密度影响,通过孔隙或裂隙向上运移到火山下方或内部形成岩浆囊。随着岩浆的积累,腔室内的压力增加,当表壳覆盖层的强度不足以阻止岩浆继续向上运动时,岩浆通过薄弱带向地表上升。岩浆在上升过程中溶解在岩浆中的挥发分(主要是H2O、CO2、HCI、HF、SO2等)会从岩浆中溢出形成气泡导致岩浆沸腾并引发爆炸,导致岩浆冲破地表形成喷发。
岩浆冲出地表后温度和压力下降变成火山石堆积在火山口周围形成火山。
火山成因的理论研究
火山构造
火山构造又称为火山机构,主要由火山锥、火山口、火山通道三部分组成。
火山锥
火山锥是以火山口为中心,由火山喷出物在火山口周围堆积形成的山丘,一般呈圆锥形形态,也有受喷出物多少和物质成分不同形成的盾形、穹形、钟状等火山锥。火山锥进一步可划分为火山碎屑岩锥(火山渣锥)、
熔岩火山锥(盾火山)、
复合火山锥(层火山)。火山碎屑岩锥(火山渣锥)是主要有火山碎屑物构成的渣堆,圆锥形构造,上部坡度较陡,下部坡度较缓;熔岩火山锥(盾火山)是主要由熔岩构成的坡度很缓的盾状火山;复合火山锥(层火山)是由熔岩与火山碎屑岩交互错层形成层状火山,其碎屑物的颗粒碎火山口的远近而变化,大碎屑围在火山口周围,细粒碎屑堆在较远的地方。有的火山锥在形成之后在火山锥上出现其他小型火山锥,这种火山锥通道与主体火山锥的通道相
连通,但不具有独立的
岩浆源的,被称作为寄生锥。
火山口
火山口是火山喷发时候的出口,是由火山喷发后喷出物在
喷出口周围堆积形成的环形坑。火山口平面呈近圆形,内部是一个漏斗形体或碗状形体。
火山通道
火山通道又称为火山管,是将岩浆源与地表连接起来的管状通道,火山通道形状各不相同,有的呈圆筒状,有的呈长条状或不规则状,主要是受喷发类型影响。
完全构造
一个完全的层状火山主要由主岩浆库、
基岩、主
熔岩通道、地面、侵入性火成岩脉、熔岩岔道、火山灰堆积层、侧翼、熔岩堆积层、火山喉、寄山火山锥、熔岩流、喷发口、主火山口、灰云共计15部分组成,但并非所有的火山都具有完全的构造,如有的
泥火山并没有喷发不存在岩浆喷发口、寄生火山锥等结构。
火山喷发
火山喷发是在地下深处呈熔融状态的
岩浆物质,因地壳运动导致岩层发生断裂,地下岩浆受压力降低的影响挥发组分从中剥离造成体积膨胀,岩浆沿断裂带向地面运移至冲出地表形成火山喷发的现象。
火山作用(喷出作用)
火山作用(volcanism)又称作火山的喷出作用(eruption),指地下岩浆通过火山通道喷出地表、产生爆炸、流出熔岩、喷射气体和碎屑物质等一系列与火山喷发相关的岩浆活动。火山作用包括火山活动的全过程,一些与火山活动有关的成矿作用也是火山作用的一部分,常见的火山作用以喷发作用为主,分为火山爆发、
岩浆喷溢、熔岩流侵出三种表现形式。
火山形成的必备条件
影响火山喷发类型的因素
岩浆的物理性质和化学性质
水的参与程度
岩浆爆发与蒸气爆发是火山喷发的两种类型,造成火山喷发类型不同的主要原因是挥发组分含量的不同,其挥发组分中主要是水的含量,水与熔体的比例,可以导致火山爆发程度的不同,也会导致火山产物的不同。岩浆中的含水量越高,其形成的水蒸气越多,导致挥发组分在岩浆中的占比增加,在火山喷发时增加爆炸的威力,易形成猛烈式喷发。另外火山所处的环境不同,喷发特点也不同,深海中的火山受水压影响,无法产生爆炸,产生的
岩浆也会被海水迅速冷却。
火山通道和岩浆房的特点
火山通道和岩浆房的特点与火山喷发的形式有着密切的关系。若火山通道是巨大裂缝断裂线,岩浆沿着裂缝溢出地表,喷发较为温和宁静;若火山通道为两组断裂带交叉形成为桶状通道,在压力作用下喷发较为猛烈。岩浆房在火山通道的位置不同,其爆发特点也不相同,当岩浆房位于火山管道的上部,爆产物为火山团块和火山渣,以抛射的方式喷出地表,几乎没有火山灰;岩浆房位于火山的底面之下时,管道上部为松散堆积物时,其爆发时有大量火山灰存在。
火山喷发类型
火山喷发可以分为两种基本类型:裂隙式喷发和中心式喷发。
裂隙式喷发
岩浆沿着
地壳中的断裂带溢出地表称为裂隙式喷发,这类喷发一般没有爆炸现象,喷发温和宁静,喷出物多为基性
玄武岩熔浆,冷凝后往往形成覆盖面积广薄的
熔岩台地、熔岩被或玄武岩高原。以
冰岛为主要代表,冰岛的形成是由大洋中脊裂谷中多次喷发形成的,这种喷发类型也被称为冰岛式喷发。
中心式喷发
岩浆沿着管状的火山通道喷出地表,称为中心式喷发。中心式喷发的熔岩覆盖面积较小,是现代火山活动的主要形式,根据喷发的剧烈程度又分为宁静式、爆裂式和中间式三种。
火山爆发指数
火山爆发指数VEI(Volcanic Explosivity Index)是1982年由美国地质调查局(USGS)的火山学家克里斯·纽豪尔(Christopher G. Newhall)和
夏威夷大学马诺阿分校的斯蒂芬·塞尔夫提出的,按照火山喷发出的喷出物体积、火山云和定性观测来量度火山爆发的强烈程度,VEI量表划分为1-8级,等级数值越高,意味着火山喷出物更多,爆炸释放的能量也更巨大,近1万年以来,发生在地球上的火山爆发绝大多数的规模都在2级以下。
火山爆发指数DRE(Dense Rock Equivalent)是根据火山喷发岩浆的总质量进行评估,用于评估火山喷发的总能量。
火山爆发指数WRE(Whole Rock Equivalent)是根据火山喷发形成的总挥发物质量进行评估,用于评估火山喷发的气体排放。
火山爆发指数MEI(Mantle-derived Eruption Index)是根据火山
岩浆的来源和成分进行估计,用于评估火山喷发成因和类型。
火山喷发前兆
火山喷发前兆分为宏观前兆和微观前兆,宏观前兆是肉眼和感官可以察觉到的前兆异常现象,微观前兆是指人体和动物察觉不到,只能通过仪器才能检测到的异常现象。
宏观前兆
微观前兆
火山喷发过程
岩浆的产生
岩浆在
地壳深处和上
地幔层受高温高压和地核辐射下熔融形成,地幔是
地球岩浆形成最直接和最主要的源区,在地幔层中距离地表80~200千米的区域叫做软流层,一般被认为是岩浆的发源地。
岩浆囊阶段
原始岩浆在岩浆作用下发生分凝、上升、侵位等演变。最初形成的熔体分散于固态矿物颗粒之间,随着熔融程度的增大,熔体会逐渐流动、汇聚而与固态的颗粒相分离,形成大的岩浆囊或岩浆房。
岩浆房的直径数千米至数十千米不等,是由一个岩浆熔融体、挥发物、以及结晶体组成的
混合物。
岩浆通道上升阶段
岩浆房内的岩浆承受很高的压力,部分岩浆可以是周围达到临界点的
岩石圈熔融成为新的岩浆,利用岩浆与周围岩石的密度差造成的
浮力使岩浆从发源区上升。受板块运动的影响,
地壳在板块交界地带可能会形成张性或张-剪性破裂带,如若这些裂隙互相
连通,就可以作为岩浆喷发的通道,岩浆受压力与浮力驱动顺岩浆通道上升冲破地表形成喷发。
喷发阶段
火山喷发时大体可分为3个阶段:气体爆炸、形成喷发柱和喷发柱塌落。
火山喷发物
火山喷发物主要包括气体喷发物、固体喷发物和液体喷发物三种类型。
气体喷发物
火山气体成分以水蒸气最多,一般占气体总体积的60% ~90%,其他主要成分包括
硫化氢(H2S)、
二氧化硫(SO2)、
二氧化碳(CO2)、
氢氟酸(HF)、
氯化氢(HCl)、氯化钠(NaCl)、
氯化铵(NH4CI)等,火山喷发早期的高温阶段氯化氢(HCl)气体成分较多,晚期阶段二氧化硫(SO2)、二氧化碳(CO2)等气体成分较多。
固体喷发物
固体喷发物主要由火山口喷射到空中的岩石碎块和
岩浆凝固成的碎块组成,按其大小和形状可以分为火山尘、火山灰、火山砂、火山砾、火山渣、火山块和火山弹。火山灰是直径小于0.01毫米的细小岩屑和细小浆屑,火山尘是比火山灰更细的碎屑物质,可以升到高空进入平流层扩散长期不落;火山砂是比火山灰直径大且不大于2毫米的碎屑颗粒;火山砾是直径2~100毫米的火山碎屑;火山块是大于100毫米的碎块,常为棱角状。火山渣石火山喷发时岩浆在空中凝固形成的熔渣,
粒径数厘米至数十厘米,形状不规则,多孔洞;火山弹是由喷出的岩浆在空中冷凝而成,外形多样,多呈纺锤形、球形、梨形,大小从数厘米到数米不等。固体喷发物在喷发后冷却形成不同的岩石和矿物,常见的有
玄武岩、
安山岩、海螺岩、
硫黄、玻璃状石等。
液体喷发物
液体喷发物为喷出地表的
岩浆,挥发成分逸出后成为熔浆。熔浆沿地面斜坡流动被称为
熔岩流,冷却后称为熔岩。
火山分类
火山的分类大体可以分为三种,根据火山的活动情况一般将火山分为
古火山、
活火山和
休眠火山三种;根据火山构造成因分类将火山分为汇聚板块边缘火山、离散板块边缘火山、热点型火山、大陆裂谷型火山;根据火山在形态上的不同类型可以分为盾状火山、层状火山(复合式火山)、火山渣锥、熔岩穹丘、破火山口、低平火山口和
泥火山等。
活动情况分类
活火山
活火山是现在尚在活动或周期性活动的火山。全球大约有1500座在一万年以来有过喷发的活火山,其中有500多座在近400年来喷发过,如
夏威夷群岛的
冒纳罗亚火山、
南美洲的
图蓬加蒂托火山、
意大利的
埃特纳火山、中国
新疆维吾尔自治区的卡尔达西火山、中国
黑龙江省的五大连池火山群等都属于活火山。
死火山
死火山是历史上曾经喷发过,但已经长期没有爆发迹象的火山。如非洲东部的
乞力马扎罗山、中国
山西省大同市火山群都属于
死火山。
休眠火山
休眠火山是有史以来曾经活动,但是长期以来处于静止状态的火山。休眠火山保存有完好的火山形态,具有火山活动的能力,存在重新喷发的可能性,如中国的
长白山火山群。
休眠火山、死火山、
活火山的分类方法只是相对的,它们之间可以相互转换而不是一成不变的。
构造成因分类
汇聚板块边缘火山(Convergent plate boundaries)
汇聚板块边缘火山是在两个或多个板块碰撞交界带地方的火山,受板块俯冲影响易撕裂
地壳形成火山,如环太平洋火山带。
离散板块边缘火山(Divergent plate boundaries)
离散板块边缘火山是在大洋中脊受板块构造撕裂,海岭增长形成的火山,大多数离散板块边缘火山位于海洋底部形成
海底火山,当洋中脊高于
海平面则形成火山岛,如南太平洋洋岛火山。
热点型火山(Hot Spots)
热点型火山是构造板块在地表下的一个热点区域缓慢运动,在
地球内部深处形成
地幔柱上升成为火山。如美国的夏威夷火山群岛、
美国黄石火山群。
大陆裂谷型火山(Continental rifting)
大陆裂谷型火山主要分布在区域性断裂带或地堑构造带上,如
东非大裂谷的火山群。
不同形态类型分类
盾状火山
盾状火山是主要有熔岩流组成具有宽阔顶面和缓坡度侧翼的盾状性火山。盾状火山坡度较缓(坡度约2° ~10°),多为大型火山,一般由玄武质岩浆构成,岩浆黏度低,
熔岩不断堆积形成盾状形态,
夏威夷群岛、
冰岛火山都是盾状火山的典型代表。
层状火山(复合式火山)
层状火山也称为复式火山是一种多成因中央式火山,由多次喷发建造,由多层熔岩、火山碎屑、
浮岩和火山灰组成,是最常见的火山类型。层状火山呈圆锥形,侧翼较陡,多发生在板块俯冲带易形成火山链或者火山群,
智利奥霍斯德尔萨拉多火山、美国
华盛顿州的
圣海伦火山、
日本的
富士山都是层状火山的典型代表。
火山渣锥
火山渣锥是一个由火山渣、火山灰等火山碎屑物堆积形成的锥形山体。 火山渣锥通常是由一次喷发形成单成因火山,常出现在盾状火山和层状火山的侧翼。火山渣锥在火山喷发时由火山灰在火山口附近形成锥体,喷发后期
岩浆损失了大部分挥发分导致密度增加,以熔岩流的形式缓慢地流进火山口内部。
尼加拉瓜的塞罗内格罗火山是火山渣锥的典型代表。
熔岩穹丘
熔岩穹丘是从火山中由高黏性、富硅岩浆缓慢流出的形成的近圆形的突出物 。熔岩穹丘大多比较小,生长非常缓慢,汇聚在板块边界地区,是层状火山的主要结构特征之一,
日本的爱鹰火山、美国加利福尼亚州拉森火山是熔岩穹丘的典型代表。
破火山口
破火山口是火山爆发口在火山顶部形成一种较大圆形拗陷的地形,其直径大于1公里,通常由岩浆回撤、火山自身塌陷和浅部岩浆囊喷发形成,大致可分为爆发型破火山口、侵蚀型破火山口和陷没型破火山口三种,日本阿苏火山为破火山口的典型代表。
低平火山口
低平火山口是由
岩浆水汽相互作用在地表下发生爆炸形成的地势较低的圆形火山口。低平火山口内壁通常深而陡,直径相对较大,火山口边缘低而平缓,火山口边缘主要由火山碎屑和围岩碎屑组成,火山口内多形成一个相对较浅的
火口湖称做
玛珥湖,中国
吉林市龙岗火山群具有较多的低平火山口。
泥火山
泥火山是由泥浆、水和气体喷发后堆积而形成的地貌,外形多为锥状或盆穴状。泥火山不会产生
熔岩不是真正的火成岩火山,多形成在板块交接的俯冲带,全球陆地约有1100座,最大的泥火山是
印度尼西亚爪哇岛的露西泥火山。
火山的分布
地球上的火山
全世界大约有2000座
古火山,500多座
活火山,大体呈带状分布,与地震带相似,主要与
地壳断裂带、新构造运动强烈带或板块构造边缘软弱带有关,集中在环太平洋火山带、
地中海至印度尼西亚火山带、洋脊火山带和
红海沿岸与东非火山带四个地带。
环太平洋火山带
已知环
太平洋火山带约有活火山300余座,占全球活火山数量60%以上,分为环太平洋火山带西带和环太平洋火山带东带两部分,将太平洋环绕其中,有火环之称。环太平洋火山带靠近大陆的一侧多喷发为中、酸性岩浆,靠近海洋的一侧以基性岩浆为主。
环太平洋火山带西带从
阿拉斯加州西岸起,经
阿留申群岛、
堪察加半岛、
千岛群岛、
日本群岛、中国
台湾岛、
菲律宾群岛、
印度尼西亚诸岛至
新西兰,构成西太平洋火山岛弧,约有
活火山200多座,约占全球活火山数量45%。
环太平洋火山带东带从南美西岸
安第斯山脉起,经中美、北美西部的
科迪勒拉山系西至阿拉斯加,约有活火山100多座,约占全球活火山数量17%。
地中海至印度尼西亚火山带
地中海至印度尼西亚火山带又称作
阿尔卑斯山-
喜马拉雅山脉火山带,西起
伊比利亚半岛,经
意大利、
希腊、
土耳其、
伊朗、东至
喜马拉雅山脉,南至
孟加拉湾与太平洋火山带汇合。有活火山90多座,约占全球活火山数量18%。
洋脊火山带
洋脊火山带主要分布在
大西洋、
太平洋及
印度洋的洋脊部位,受板块构造撕裂,海岭增长形成,有的在水下喷发,有的露出水面形成火山岛。洋脊带约有
活火山60余座,约占全球活火山数量12%
红海沿岸与东非火山带
由
非洲板块和印度洋板块两个板块张裂拉伸形成东非裂谷火山带,有活火山22座,约占全球活火山数量5%。
地球外的火山
火山并非地球上独有的产物,科学家已经在
太阳系内多个星球上发现了火山的存在,如
金星、
水星、
火星、
月球、
土卫六、土未二、
海卫一上都发现了火山的存在。火山的喷发物也并不一定是
岩浆或
硫化物, 如土卫六的表面存在着由液态的碳氢化合物形成的冰火山,喷发的则是冰水和氨的
混合物。其火山喷发的能量也各不相同,包括
万有引力、放射性衰变、
潮汐能摩擦作用、
太阳能加热等,受引力影响喷发的高度也呈现出不同的状态,1997年
木卫一的皮兰火山喷发形成的火山云层达到木卫一表面上空140千米,产生了超过3500千米长的熔岩流。截止至目前为止,发现的
火星表面的奥林帕斯火山(Olympus Mons)是
太阳系最大的火山,高出周围地区达25千米,是珠穆朗玛峰高度的3倍,直径约624千米,面积几乎与整个美国
亚利桑那州相当。
火山灾害
火山灾害主要取决于
火山喷发的类型、性质、规模和所处的地点等因素,火山灾害主要致灾因子有火山喷发形成的熔岩流、火山弹、火山灰、碎屑流、涌浪、火山泥流、岩崩、酸雨和有毒气体,还有因火山喷发动力引起的冲击波、地震、海啸、滑坡、泥石流等地质灾害。
直接灾害
火山碎屑流
火山碎屑流(pyroclastic flows)是由火山灰、岩石碎片和火山气体组成的混合流体,通常温度大于800℃,能量大,流速快,从火山喷发后可以以100千米/小时的速度向前推进,可达数公里甚至上百公里之远,摧毁途径的一切物体,具有极大的破坏性和致命性,是最危险的火山灾害之一。
熔岩流
火山喷出的
岩浆温度可达1000~1100℃,其流动速度因
二氧化硅含量的不同而不等,通常其流动速度要比火山碎屑流慢的多,但受其高温影响可以摧毁各种建筑物和物体,常引起严重的火灾。
火山灰
火山灰(volcanic ash)是火山喷发时形成的颗粒直径小于2毫米的细小火山碎屑物。火山灰由微小的锯齿状岩石、矿物质和火山玻璃碎片组成,火山喷发时的火山灰一不会受重力影响在空气中短时停留后降落到地面成为降灰掩埋破坏地面植被和建筑,也会对生物造成伤害;一部分火山灰会在大气环流带动下漂浮在在大气层中形成含有大量
二氧化硫(SO2)、
二氧化碳(CO2)、
氯化物、
甲烷(CH4)组成的火山灰云,火山灰云在大气层中会使对流层紫外线辐射增加,加速光化学烟雾形成,破坏臭氧层,长时间遮挡阳光,造成地表气温下降,有毒气体集中在火山底层时会造成中毒或窒息事件,其降落时含有腐蚀性的成分可能形成
酸雨给生产和生活带来不利影响,火山灰会进入飞机发动机吸附在涡轮叶片上影响航空安全。
间接灾害
地震
火山带与地震带同处于板块交界处,地震与火山活动密切相关,
火山喷发是
岩浆在运移的过程中,常会引起表破裂和
地壳颤抖形成火山地震。通常火山地震都是小型地震不易被人察觉,但也有强烈的火山地震可以导致房屋倒塌危及生命安全。
海啸
火山海啸是大规模的
海底火山喷发产生的破坏性海浪形成海啸,部分陆地火山也可以形成海啸,引发海啸灾难。
泥石流
火山泥石流是火山爆发后导致火山湖泊破裂溢出或致使火山山顶的积雪融化形成泥石流,泥石流中夹杂着岩石、火山碎屑物和水等
混合物冲下山坡,其流速大,破坏力大,是火山地区的主要地质灾害之一。
酸雨
火山气体中含有大量的
二氧化硫、
二氧化碳、
氯化物、
甲烷等气体,在大气层中形成硫氧化物或氮氧化物并溶于水汽,降落呈酸雨可以腐蚀建筑物和造成人体伤害。
自公元 1500 年以来最致命的火山爆发
火山资源
火山喷发是地球上一个重要的
地质现象,它不仅可以造成火山灾害影响,也可以形成重要的矿产、地热和旅游资源。
矿产资源
火山岩浆中含有丰富的
锌、
银、
铜、
铅、
铁、
金等金属元素,许多大型矿床都形成于火山喷发后的富集带中,如中国台湾地区的金瓜石金矿床、南非布什维尔德铬与铂矿床等。火山喷发冷却后形成的火山石可以用作各种工业上,如过滤剂、绝缘材料、土壤改良剂,火山灰中的火山玻璃可以用于药膏及混凝土添加剂,硬化的火山灰可以用作建筑材料,含硫气体冷却后形成硫磺矿等。火山灰中富含
钾、
磷等元素,是农业和种植业发展的重要化肥材料。
地热资源
火山岩浆高热的温度是良好的地热资源,可以被用作
温泉、地热发电等用途。
旅游资源
火山可以创造出许多壮观的火山景观、地热温泉等,成为旅游的胜地。如
日本的富士山景区、中国的
长白山景区、
新西兰的陶波湖景区、美国的黄石火山国家公园都是由火山形成的旅游景点。
其他
火山也可以创造新的陆地,像
冰岛、美国的
夏威夷群岛都是火山岛屿;火山灰云在大气层中长时间遮挡阳光可以起到地表气温下降调节
地球气候的作用。
火山监测与预警
火山监测
火山监测是通过地面观察和仪器测量记录和监视与火山活动密切相关的地质与地球物理场动态变化的工作,目的是掌握火山活动动向,分析火山活动性,划分火山危险区及可能的灾害区,为预测、预报和防御火山灾害服务。火山监测技术分为三大类,分别为火山地震监测、火山形变监测和火山气体监测。其它常用的火山监测方法还包括热红外遥感监测、次声监测和电磁监测等。
火山地震监测是利用
火山喷发时形成的火山构造地震独有的地震构造特征来检测火山活动,是监测火山活动和预报喷发重要而有效的工具,已形成专门研究火山活动产生的地震信号的火山地震学。
火山形变监测是利用垂直形变网、水平形变网、重力测量网、跨
断层形变测量网、重力与固体潮观测台网、地应变与与固体潮台网和连续全球导航卫星系统(GNSS)监测台网等观测手段观测地球动力学及地震动力学作用下的地壳运动、变形及地下介质物性时空变化的基础数据、
岩石圈与其他圈层动力学耦合的相关数据来监测火山活动。
火山气体监测是利用火山在
岩浆孕育、运移至地表喷发的过程中,挥发组分内部气体元素含量和成份都会发生变化,并通过特定通道(尤其是一些与岩浆房有密切联系的火山温泉或喷气孔)逸出,通过对火山周围气体含量的变化来推断火山的发展阶段,是重要有效的火山监测方法之一。
火山监测站
火山监测站是对火山进行研究和监测的机构,世界上多个国家都已建立起火山监测站系统。维苏威火山监测站始建于1841年,是世界上最早建立的火山监测站,也是现今世界上最大的火山监测站。美国、日本、冰岛、菲律宾、印度尼西亚、中国等多个国家都处在火山带上,均建立起自己的火山监测站系统,如夏威夷火山监测站、中国吉林省长白山天池火山监测站、中国
云南省腾冲市火山监测站等。
火山预警
现行多数国家采用的火山警告是由由日本气象厅所制定的一种警告,该警告根据火山的活动状况将危险等级分为以1-5级。
火山学
火山学时研究火山及其活动规律的科学。研究内容为与火山相关的
地质学、
地球物理学、
地球化学现象,包括但不局限于火山的形成与演化、火山活动的特征、火山的空间分布规律、
火山作用的产物与成矿作用、火山与其他自然作用的关系等。1815年
德国地质学家克里斯蒂安·利奥波特·冯·布赫(Christian Leopold von Buch)提出火山隆起说,1825年
英国地质学家乔治·尤利乌斯·波莱特·斯科罗普(George Julius Poulett Scrope)提出火山堆积学,并发布《对火山的见解》奠定现代火山学的基础。1941年建立了第一个火山监测站(
维苏威火山观测站),现代火山学在火山观测的基础上,在20世纪逐步发展起来成为一门新的科学,并成为
地球科学的一个重要分支。
参考资料
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