高中地球科學/火山活動
每個人都聽說過火山——憤怒的地球噴出它的怒火，遙遠山頂的突然爆炸，以及緩緩流向村莊的熔岩。火山是地球力量的壯麗展示。但火山究竟是什麼？它們是如何以及在哪裡形成的？為什麼有些地方有火山活動的記錄？火山解釋了地球地質謎題中的一個關鍵部分（圖 8.1）。
- 解釋火山是如何形成的。
- 描述火山發生的地方。
- 描述什麼是火山熱點以及它們在哪裡發生。
你已經學習了關於板塊構造的知識。在地球表面下，強大的力量在起作用。這些力量移動岩石圈板塊併產生巨大的岩漿房，即地球地殼下方的熔融岩石。就像從水管的小孔中噴出的水一樣，液態岩漿會尋找地殼中的裂縫或裂隙，以便從中流出。這就是火山——地球地殼上的一個開口，透過它岩漿或氣體可以噴發到地表。
當熔融岩石從地球表面下方逸出時，它會從岩漿轉變為熔岩，即地球表面上的熔融岩石。由於地球表面的溫度遠低於岩漿房，熔岩很快就會凝固回岩石。隨著一層又一層熔岩的凝固，一座山就形成了（圖 8.2）。
正如你在圖 8.2 中看到的，岩漿從熔岩房開始，透過火山的喉嚨到達地表。火山是逐層建造的，因為灰燼和熔岩一層層地凝固。然而，還存在其他型別的火山，將在本章後面討論。
由於火山是岩漿的通風口，因此火山會在地下岩漿房上方形成是有道理的。如果你還記得，岩漿是熔融岩石，由於地球地殼下方的高溫高壓而被加熱。這種壓力主要發生在板塊構造板塊相遇和俯衝的地方。看看圖 8.3 中的板塊構造板塊地圖。
因此，火山活動往往發生在俯衝板塊邊界，即一個板塊滑到另一個板塊下方的地方。太平洋板塊的邊緣構成了一個長長的俯衝邊界。沿著這些邊界有大量的強烈地震，因為這些區域是板塊碰撞的地方。出於同樣的原因，地球上大部分火山活動也發生在這些匯聚邊界。這被稱為太平洋火環，那裡有超過 75% 的世界火山。喀斯喀特山脈火山橫跨加拿大西南部和美國太平洋西北部。這些火山是胡安·德富卡板塊在北美板塊下方俯衝的結果（圖 8.4）。
當然，這不是火山發生的地方。在海洋下方，也存在分離邊界，即板塊構造板塊相互遠離的地方。當板塊相互遠離時，它們會在海底形成一個深峽谷或裂縫，熔融岩石會從中逸出。像中大西洋海脊這樣的洋中脊是在這裡形成的，因為熔岩從裂縫中流出（圖 8.5）。海底火山也可能在海底形成。有時，這些火山可以生長到在水面上形成島嶼。這解釋了冰島附近的一個小島——蘇特塞島是如何形成的（圖 8.6）。
雖然地球上大部分火山活動都發生在板塊邊界，但地球上有一些火山活躍的區域位於板塊構造板塊的中間。這些區域被稱為熱點。夏威夷群島是在一個熱點上形成的，而且不在太平洋火環上（圖 8.7）。夏威夷群島是數百萬年前形成的一條巨大火山鏈的露出峰頂。人們認為這些島嶼直接位於被稱為地幔柱的熱岩石柱上方。地幔柱或多或少固定在適當的位置，並且不斷地將岩漿從地幔帶到地殼。當板塊構造板塊在其上方移動時，它們會留下火山活動的痕跡，從而形成像夏威夷這樣的島鏈。科學家認為地球上有大約 50 個熱點。其他熱點包括黃石公園和加拉帕戈斯群島。
不要將熱點火山與由板塊構造形成的島嶼混淆，例如阿拉斯加的阿留申群島。這些長長的火山線是在俯衝板塊邊緣熔化時形成的，產生了岩漿，這些岩漿沿著板塊邊緣上升到地表。這些火山山脈的年齡都大致相同。當島嶼在熱點上方形成時，最年輕的島嶼位於熱點上方。當你沿著島鏈移動時，離熱點越遠的每個島嶼都比前面的島嶼更古老。
- 當岩漿到達地球表面時，就會形成火山。
- 火山最常發生在板塊邊界。
- 海洋地殼俯衝的匯聚板塊邊界形成了地球上發現的許多火山。
- 分離的板塊邊界在每個海洋盆地下方產生巨大的山脈。
- 像形成夏威夷群島的火山一樣，火山在被稱為熱點的區域上方形成。
- 岩漿和熔岩有什麼區別？
- 解釋火山是如何形成的。
- 為什麼美國西海岸有火山？
- 為什麼火山會發生在板塊構造板塊相互分離或分離的地方？
- 解釋太平洋火環是如何得名的。
- 什麼是地幔柱？
- 假設在美國中部突然形成了一座新的火山。你如何解釋導致這座火山形成的原因？
- 在金星、火星甚至木星的衛星木衛一上都發現了火山。你認為這對行星地質學家意味著什麼？
- 裂隙
- 地球表面上的一個長裂縫，熔岩從那裡噴發到地表。
- 熱點
- 一個固定的熱岩漿區域，它從地幔上升並在地球表面產生火山。熱點位於地幔柱上方。
- 熔岩
- 噴發到地球表面的熔融岩石。岩漿一旦出現在地表就變成熔岩。
- 岩漿
- 地球表面下方的熔融岩石。
- 地幔柱
- 一股非常熱的岩石柱，從地幔上升。如果地幔柱一直上升到地球地殼表面，它將形成熱點。
- 當你查看板塊構造板塊地圖（圖 8.3）時，除了太平洋火環之外，你認為哪些區域可能會有火山活動？
- 有些火山已經滅絕；它們不再活躍，而且可能永遠不會再活躍了。你認為是什麼導致火山滅絕？
- 地球科學家對熱點的瞭解仍然很有限。根據你對地球內部的理解，你認為為什麼很難研究熱點？