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基督復臨安息日會青年榮譽答案書/自然/火山

來自華夏公益教科書,開放的書籍,開放的世界
火山
自然
佛羅里達會議
技能等級 1
介紹年份:2007 年
目錄

1. 什麼是火山學,火山學家做什麼?

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火山學(也拼寫為火山學)是對火山熔岩岩漿和相關地質現象的研究。術語火山學源於拉丁語單詞Vulcan羅馬神火神。火山學是地質學的一個分支。
火山學家是研究火山形成及其現在和歷史噴發的人。火山學家經常訪問火山,尤其是活火山,以觀察火山噴發,收集噴發產物,包括火山碎屑(如火山灰浮石)、岩石熔岩樣本。一個主要的調查重點是預測噴發;目前還沒有準確的方法來做到這一點,但預測噴發,就像預測地震一樣,可以挽救許多人的生命。

2. 描述五種型別的火山

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a. 複合型

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一座層狀火山剖面圖
w:複合型火山
w:火山#層狀火山
層狀火山是高聳的圓錐形山脈,由熔岩流和其他噴出物交替層疊而成,這些層疊構成了這個名稱的來源。層狀火山也被稱為複合型火山。經典例子包括日本的富士山、菲律賓的馬榮火山以及義大利的維蘇威火山和斯特龍博利火山。

b. 火山渣錐

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典型火山渣錐內部結構示意圖
w:火山渣錐(火山)
w:火山#火山渣錐
火山錐或火山渣錐是由噴發形成的,噴發主要噴出少量火山渣和火山碎屑(兩者都類似於火山渣,因此得名)。這些可能是相對短命的噴發,會產生一個錐形山丘,高度可能在 30 到 400 米之間。大多數火山渣錐只噴發一次。火山渣錐可以作為較大火山的側翼通風口形成,也可以單獨存在。墨西哥的帕裡庫廷和亞利桑那州的日落隕石坑是火山渣錐的例子。

c. 盾狀火山

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盾狀火山
w:火山#盾狀火山
夏威夷和冰島是火山噴出大量玄武岩熔岩的地方,這些熔岩逐漸形成一座帶有盾狀輪廓的寬闊山脈。它們的熔岩流通常非常熱,流動性很強,有助於形成長流。地球上最大的熔岩盾,冒納羅亞,從海底上升超過 9,000 米,直徑 120 公里,與冒納凱阿和基拉韋厄等其他盾狀火山一起構成了夏威夷大島的一部分。奧林匹斯山是火星上最大的盾狀火山,也是太陽系中已知最高的山峰。盾狀火山的較小版本包括熔岩錐和熔岩丘。
平靜的噴發將玄武岩熔岩分散成平坦的層。這些層的堆積形成了一個寬闊的火山,稱為盾狀火山,其側面坡度平緩。盾狀火山的例子是夏威夷群島。

d. 火山口

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火山口湖,俄勒岡州
w:破火山口火山
破火山口是一種火山特徵,是由火山噴發後地表塌陷形成的。它們經常與火山口混淆。 "破火山口"一詞來自西班牙語,意思是 "大鍋"。

e. 裂隙

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火山裂隙和熔岩通道。
w:裂隙噴口
裂隙噴口,也稱為火山裂隙,是指熔岩噴發的線性火山噴口,通常沒有爆炸活動。噴口通常寬幾米,長几公里。裂隙噴口會導致大量的溢流玄武岩和熔岩通道。這種型別的火山通常難以從地面和太空中識別,因為它沒有中央破火山口,表面大部分是平坦的。火山通常可以被看作是地表或海底的裂縫。狹窄的裂隙可以被熔岩填滿並硬化。隨著侵蝕移除其周圍環境,熔岩塊可能會像岩脈一樣突出地面。裂隙噴口通常位於或沿著裂谷,例如冰島和非洲的東非大裂谷。

3. 能夠在工作表或自己繪製的圖紙上標出火山的各個部分。

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火山:
1. 大型岩漿房
2. 基岩
3. 火山通道(管道)
4. 基底
5. 侵入岩層
6. 支管
7. 火山噴發的火山灰層
8. 山坡
9. 火山噴發的熔岩層
10. 火山口
11. 副火山錐
12. 熔岩流
13. 噴口
14. 火山口
15. 火山灰雲
a. 火山口
b. 山頂
c. 基底
d. 火山通道
e. 岩脈
f. 火山口
g. 噴口
h. 岩漿庫

4. 描述不同型別的熔岩。畫出每種型別的圖片。

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a. 繩狀熔岩流

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繩狀熔岩流的“腳趾”橫跨道路前進
繩狀熔岩(也拼寫為 pahoehoeIPA: /pəˈhəʊɪhəʊi/,夏威夷英語,來自夏威夷語,意思是 "光滑,無斷裂的熔岩")是玄武岩熔岩,具有光滑,波浪形,起伏或繩狀的表面。這些表面特徵是由於非常流動的熔岩在凝固的表面地殼下運動造成的。
繩狀熔岩流通常像一系列小的裂片和腳趾一樣前進,這些裂片和腳趾不斷從冷卻的地殼中破裂出來。也形成熔岩管,在該熔岩管中,最小的熱量損失保持較低的粘度。繩狀熔岩流的表面紋理變化很大,呈現出各種奇形怪狀,通常被稱為熔岩雕塑。隨著離源頭距離的增加,繩狀熔岩流可能會變成ʻaʻā熔岩流,這是由於熱量損失和隨後粘度的增加造成的。繩狀熔岩的溫度通常為 1100 到 1200 °C。

b. ʻAʻā 熔岩流

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發光的 ʻaʻā 熔岩流前鋒在美國夏威夷基拉韋厄的海岸平原上,越過繩狀熔岩流前進。
ʻAʻā(也拼寫為 aa,aʻa,ʻaʻa 和 a-aa,IPA: /ˈʔɑʔɑː/,夏威夷英語,來自夏威夷語,意思是 “多石的,有粗糙熔岩”,但也指 “燃燒” 或 “燃燒”)是三種基本熔岩流型別之一。 ʻAʻā 是以粗糙或碎石狀表面為特徵的玄武岩熔岩,該表面由稱為熔渣的碎裂熔岩塊組成。
ʻaʻā 熔岩流的鬆散,破碎,鋒利,多刺的表面使行走變得困難而緩慢。碎石狀表面實際上覆蓋著巨大的緻密核心,這是熔岩流最活躍的部分。當核心中的粘稠熔岩向下坡移動時,熔渣會沿著表面被帶走。然而,在 ʻaʻā 熔岩流的前緣,這些冷卻的碎片從陡峭的前部滾落,並被前進的熔岩流掩埋。這會在 ʻaʻā 熔岩流的底部和頂部產生一層熔岩碎片。
ʻaʻā 熔岩流上常見的堆積熔岩球大小可達 3 米(10 英尺)。 ʻAʻā 通常比繩狀熔岩(通常只拼寫為 pahoehoe)粘度更高。如果繩狀熔岩由於遇到障礙物或陡坡而變得湍流,它可能會變成 ʻaʻā。
鋒利,有角度的紋理使 ʻaʻā 成為強大的雷達反射器,並且可以很容易地從軌道衛星上看到(在麥哲倫圖片中很亮)。
ʻAʻā 熔岩的噴發溫度通常為 1000 到 1100 °C。

c. 塊狀熔岩

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熔岩表面呈稜角狀塊,與具有安山岩和流紋岩成分的物質相關聯。

d. 枕狀熔岩

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枕狀熔岩(NOAA)
枕狀熔岩是熔岩從海底火山噴口噴出或熔岩流進入海洋時通常形成的岩石型別。粘稠的熔岩在與水接觸後立即獲得堅固的外殼,並且隨著更多熔岩從前進的熔岩流中噴出,該外殼會破裂並滲出額外的大的塊狀或“枕狀”熔岩。由於大多數地球表面被水覆蓋,並且大多數火山位於水附近或水下,因此枕狀熔岩非常常見。可以在Llanddwyn 島看到此類示例。

5. 定義以下術語

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a. 火山碎屑物質

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火山碎屑岩或火山碎屑物(源自希臘語 πῦρ,意思是火,和 κλαστός,意思是破裂)是完全或主要由火山物質組成的碎屑岩。火山碎屑沉積物通常與爆炸性火山活動有關 - 例如普林尼式或克拉克託式噴發風格,或汽水噴發 - 這些火山碎屑沉積物通常由從火山本身噴出的空氣中的火山灰,火山礫和火山彈或巖塊組成,與破碎的圍巖混合在一起。

1. 火山彈

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紡錘狀熔岩彈。卡佩利諾斯火山,亞速爾群島法亞爾島。
w:火山彈
火山彈是直徑大於 65 毫米(2.5 英寸)的熔融岩石(火山碎屑)小球,是在火山噴發時噴出粘稠的熔岩碎片時形成的。它們在到達地面之前會冷卻成固體碎片。火山彈可以被從噴發口丟擲數公里,並且在飛行過程中通常會獲得空氣動力學形狀。火山彈可能非常大;日本淺間火山 1935 年的噴發噴出了直徑為 5-6 米的火山彈,最遠距離噴發口 600 米。
火山彈是一種重大的火山危害,會對噴發區的人造成嚴重傷害甚至死亡。1993 年哥倫比亞加勒拉斯火山發生過一起此類事件;當火山出乎意料地噴發時,山頂附近的六人喪生,多人重傷。

2. 巖塊

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w:火山岩塊
火山岩塊是尺寸大於 64 毫米的岩石碎片,以固態噴發。
巖塊是由先前噴發的物質或圍巖形成的,因此大部分是次生或意外來源。巖塊也會由於火山彈的撞擊和破裂而產生(火山彈是具有流線型外觀的巖塊,通常以熔融狀態噴出)。火山彈也可能由於噴發期間在噴口上或上方形成的熔岩穹頂的地殼破壞而產生。

3. 火山渣

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w:火山渣
火山灰是冷卻的火山碎屑物質(熔岩或岩漿)的碎片。火山灰可以是侵入性火成岩(岩漿在地球內部冷卻)或噴出性火成岩(熔岩在地球外部冷卻)。火山灰類似於浮石,浮石有許多空洞,密度很低,可以漂浮在水上。浮石或火山灰被用於肥皂、旱地造景、覆蓋物和岩石花園。

4. 浮石

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浮石非常輕
火山灰非常多孔,可以在水中漂浮。
w:浮石
浮石是一種高度氣孔狀的火山碎屑噴出性火成岩,由中等至含矽的岩漿形成,包括流紋岩、粗面岩和響巖。浮石的顏色通常很淺,從白色、淡黃色、灰色、灰褐色到暗紅色不等。大多數情況下,它是白色的。作為一種噴出巖,它是由火山噴發形成的。浮石的平均孔隙率為 90%。浮石形成於火山碎屑物質被噴射到空中時,形成包含大量氣泡或空腔的泡沫,熔岩迅速凝固,空腔被保留在岩石中。

b. 火山碎屑流

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w:火山碎屑流
火山碎屑流(也稱為熾熱雲)是某些火山噴發的一種常見而毀滅性的結果。火山碎屑流是快速移動的熱氣體、火山灰和岩石(統稱為火山碎屑)的流體化體,可以以高達 700 公里/小時的速度遠離火山噴口。氣體通常溫度高達 1000 攝氏度。火山碎屑流通常貼近地面,在重力的作用下向下流動,其速度取決於坡度的梯度和火山碎屑流的大小。

c. 泥石流

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w:泥石流
泥石流是一種由火山碎屑物質和水組成的泥流,通常從火山向下流動,通常沿著河流谷地流動。術語“泥石流”起源於印度尼西亞。
泥石流的稠度類似於混凝土:流動時像液體,停止時像固體。泥石流可能非常巨大:5600 年前由華盛頓州雷尼爾山產生的奧西奧拉泥石流在懷特河峽谷中形成了 180 米(600 英尺)深的泥牆,並延伸到超過 320 平方公里的區域。

d. 岩漿

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w:岩漿
岩漿(複數:岩漿和岩漿)是位於地球(或任何其他類地行星)表面之下的熔融岩石,通常聚集在岩漿房中。岩漿可能包含懸浮的晶體和氣泡。根據定義,所有火成岩都是由岩漿形成的。
岩漿是一種複雜的、高溫的流體物質。大多數岩漿的溫度在 700 攝氏度到 1300 攝氏度之間,但非常罕見的碳酸岩熔體可能低至 600 攝氏度,而科馬提巖熔體可能高達 1600 攝氏度。大多數是矽酸鹽溶液。

e. 侵入岩

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由岩漿在地球表面下方侵入和結晶而形成的構造。

f. 熱點

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火山作用、高熱流和地殼隆起區域,跨度數百公里。

6. 解釋火山如何噴發。

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噴發始於岩漿房的壓力迫使岩漿向上穿過火山通道,並從火山的噴口噴出。當岩漿房被完全填滿時,噴發型別部分取決於岩漿中氣體和二氧化矽的含量。二氧化矽的含量決定了岩漿的粘性(粘度水平),而水提供了蒸汽的爆炸潛力。障礙物也會影響噴發型別。當火山管道被塞子或浮石堆積物堵塞時,管道內的壓力會積聚到非常高,導致爆炸。
當岩漿到達地球表面時,它被稱為熔岩。它可能會以溫和的熔岩流的形式流出,或者猛烈地噴射到空中。從火山內部撕裂的岩石或被氣體撕裂的岩石可能會與熔岩一起被噴射到空中。從火山中噴出的岩石被稱為火山碎屑岩。岩石碎片以各種形狀和大小落回地球。

7. 定義火山活動的四個級別

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一種流行的岩漿火山分類方法是根據它們的噴發頻率,那些定期噴發的火山稱為活火山,那些在歷史時期曾噴發但現在處於休眠狀態的火山稱為休眠火山,而那些在歷史時期沒有噴發的火山稱為死火山。然而,這些流行的分類——尤其是“死火山”——對科學家來說實際上沒有意義。他們使用分類來指代特定火山的形成和噴發過程以及由此產生的形狀,如上所述。

a. 活火山

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活火山不斷噴發。

b. 間歇性火山

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間歇性火山相當定期地噴發。

c. 休眠火山

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休眠火山處於非活動狀態,但時間還不夠長,無法確定它們是否會再次噴發。

d. 死火山

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死火山自有記錄的歷史以來一直處於非活動狀態。

8. 什麼是環太平洋火山帶?它在哪裡?

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環太平洋火山帶
w:環太平洋火山帶
在已發現的 800 多座活火山中,大多數位於海洋盆地的邊緣——最顯著的是沿被稱為環太平洋火山帶的環太平洋帶。這個活躍區域包括一個大陸火山鏈,主要由複合火山組成。
環太平洋火山帶是一個地震和火山噴發頻繁的區域,環繞著太平洋盆地。它呈 40,000 公里馬蹄形,與幾乎連續的海洋海溝、島弧和火山山脈和/或板塊運動相關。它有時被稱為環太平洋帶或環太平洋地震帶。世界上 90% 的地震和 81% 的最大地震發生在環太平洋火山帶。

9. 描述夏威夷群島是如何形成的,以及它們目前仍在形成。

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夏威夷群島是由於太平洋板塊在看似靜止的熱點上移動而形成的。夏威夷島仍在形成,因為地幔柱在熱點下方向上隆起。夏威夷島是夏威夷群島中最年輕的島嶼,而考艾島則是夏威夷群島中最大的島嶼中最古老的。

10. 研究聖海倫火山或你選擇的其他火山。寫一份你所發現內容的1頁報告。

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聖海倫火山位於美國華盛頓州西南部,距離俄勒岡州波特蘭東北約50英里。它位於喀斯喀特山脈。它於1792年以聖海倫子爵的名字命名。太平洋西北部的美國印第安人稱它為“Louwala-Clough”或“冒煙的山”。這座火山在19世紀中期曾活躍過,但本世紀的大多數人都沒有把它視為威脅。事實上,這座山覆蓋著積雪,非常美麗。山上的森林和山腳周圍的森林裡充滿了野生動物。在火山的山腳下是精神湖,這是一個清澈的山間湖泊,非常適合釣魚和划船。
1980年春天,一切都改變了。首先,發生了一系列地震,然後是一次或兩次震耳欲聾的爆炸。聖海倫火山開始噴出灰燼和蒸汽。火山上形成了兩個隕石坑,還發生了雪崩和冰川崩塌,這些雪崩和冰川崩塌被灰燼染黑。在接下來的兩個月裡,火山繼續活動,像爐子上的鍋一樣咕嘟咕嘟地冒著泡。然後,在1980年5月18日,火山突然爆發。火山的一部分坍塌,變成了一個巨大的滑坡,最終覆蓋了大約24平方英里的區域。火山內部的壓力也突然釋放出來。巨大的岩石、灰燼和熱氣爆炸,摧毀了火山北部約230平方英里的區域。在南部,災區要小得多。科學家們計算出爆炸開始時的速度約為每小時220英里,但後來增加到約每小時670英里。爆炸聲遠在蒙大拿州、愛達荷州、加拿大和加州都聽到了。
火山爆發造成57人死亡,多人受傷。許多建築物被掩埋,200多所房屋和小屋被毀。數萬英畝的優質森林以及休閒場所、道路和步道被毀或嚴重受損。185英里以上的公路和道路被毀或嚴重受損。40億塊木板的木材被損壞或毀壞,許多動物,包括鹿、麋鹿和熊被殺。許多小型動物,如齧齒動物、青蛙和小龍蝦,由於它們在地下或水面以下,設法倖存下來。雖然火山灰摧毀了該地區許多農作物,但火山灰將來可能會為土壤提供有益的化學養分。
聖海倫火山資訊由美國地質調查局/內政部提供。

其他有趣的火山

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其他有趣的火山包括

  • 1991年皮納圖博火山爆發(菲律賓)
  • 1883年喀拉喀托火山爆發(印度尼西亞)
  • 公元79年維蘇威火山爆發(義大利)
  • 1669年埃特納火山爆發(義大利)
  • 1994年波波卡特佩特火山爆發(墨西哥)
  • 1815年坦博拉火山爆發(印度尼西亞,歷史上最強大的火山爆發)
  • 公元181年陶波火山爆發(紐西蘭,過去5000年最強大的火山爆發)。

11. 在聖經中找到一段關於火山的經文。(提示:使用現代版本。)

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(用一些想象力)

詩篇 104:31-32
神的榮耀——願它永遠長存!願神喜悅他的創造!他掃一眼地球,就會引發地震,指著山峰,火山就會噴發。


詩篇 144:5 (NIV)
耶和華啊,求你裂開諸天,降臨,觸動山嶽,使它們冒煙


申命記 4:10-13 (NIV)
10你要記念你在何烈山耶和華你神面前站著的那日,耶和華對我說:“你要聚集百姓到我面前,好叫他們聽我的話,學習敬畏我,他們在地上所生的日子,都要敬畏我,並要把這些話教訓他們的子孫。”

11你們靠近,站在山腳下,那山冒著火焰直到天頂,有濃煙和黑雲12耶和華在火中向你們說話,你們聽見聲音,卻沒有看見形象,只有聲音。13他將他的約,就是十誡,宣告給你們,他吩咐你們遵守這些誡命,又將它們刻在兩塊石板上。


12. 製作你自己的火山3D模型

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有許多方法可以實現這個要求。一個非常簡單的方法是下載這個PDF,這是一個可以列印、剪下和貼上在一起的3D模型。

你也可以使用紙巾或衛生紙卷的管子、一些報紙、一個紙板底座和一些紙漿來製作一個火山模型。

參考資料

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華夏公益教科書