1月5日 《神奇的火山》 劉嘉麒

央視國際 2004年01月05日 15:34

　　主講人簡介

　　劉嘉麒：中國第四紀研究委員會主任，中國火山學會副理事長。中國科學院地質與地球物理研究所研究員

　　主講內容

　　提起火山，大家都很熟悉，那就像地殼在爆炸，大地在轟鳴，它會給人類帶來一些災難，同時也可以給社會創造許多的財富。什麼是火山？火山就是地下的岩漿噴到地表以後，有的噴到高空再落下來，有的從地面流出來，在噴出口附近，或者在它流動的渠道，冷凝後形成各種形態的堆積物。所以談到火山，它總是跟岩漿有著密切關係。火山有各種形態，各種噴發方式，有活火山，有死火山，介於活火山和死火山之間，還有叫休眠火山的。

　　另外還有一個泥火山，最著名的泥火山是美國的黃石公園。 地球上，不光在陸地上，在海洋裏都有火山， 在其他星球上也有火山。那麼我們中國有沒有火山，有哪些火山？中國由於近五十年來，幾乎沒有火山噴發，所以很多人感覺中國好像沒有火山似的，其實中國在歷史上也是個多火山的國家，特別在東部地區。中國有沒有活火山？ 根據現在研究的情況，至少還有十來處火山是活火山。大家會問，為什麼地球上會有這麼多火山噴發？這是一個很大的科學問題， 現在還有些問題沒有搞清楚。但是經過多年的研究，很重要一點就是由於板塊運動造成的。地球上分了很多的板塊，板塊之間互相運動和互相作用，一個板塊插到另一個板塊下面，就在俯衝的地方溫度增高， 把地殼下面的東西熔融了，以後隨著壓力和溫度的增高，慢慢地這個岩漿就往上升，噴出地表。講了這麼多的火山，火山到底有什麼用處和什麼災害？這是很重要的。

　　我認為，它給人類社會造成的好處大於它的害處，它的好處，第一個是它可以給人類創造一些土地資源，除了土地資源，就是礦産資源，所以火山噴出來的東西幾乎都有用。還有就是很多的礦産跟火山噴發有關係，大家要是比較感興趣的就是寶石了，有些寶石就是火山噴發出來的；再説一説火山災害。世界上有十大自然災害，其中就有火山，火山好像排在第六位，有記錄的世界上最大的火山災害是印度尼西亞的坦博拉火山噴發，這一次火山噴發使得九萬二千人死亡。所以火山噴發造成的人員傷亡和財産損失是很嚴重的。 最後想談一下火山怎麼監測，怎麼預防它。

　　如果説地震災害很厲害，而且到目前為止還不能很好地預測地震災害，因為地震有兩個參數，時間和空間都不定。火山基本上有一個參數，就是它的空間基本能定，一般很少在一個沒有一點關係的地方冒出火山來，所以它的空間位置大致能定，但是時間沒法定，通過觀測可以對火山的活動和爆發做出比較科學的準確預測。

　　《神奇的火山》 （全文）

　　大家好，我今天給大家講的是《神奇的火山》。提起火山，大家都很熟悉，那就是地殼像在爆炸，在轟鳴，它會給人類帶來一些災難，同時也可以給社會創造許多的財富。大家最熟悉的可能是意大利的火山噴發，公元79年的火山噴發把一個龐貝城埋在火山裏頭，一些市民死在水深火熱之中，後來這個城市又被發掘了 。所以火山噴發會給人類帶來很多災難，同時也能給人類創造許多的財富，我今天就想在這方面給大家做個簡單的介紹。

　　什麼是火山呢？火山就是地下的岩漿噴到地表以後，有的噴到高空再落下來，有的從地面流出來，在噴出口附近，或者在它流動的渠道，冷凝後形成各種形態的堆積物。但大部分火山是圓形，錐形，盾形。所以談到火山，它總是跟岩漿有著密切關係，並且有一定的通道。19世紀西方有個著名火山學家叫喬治．斯克洛珀説過，假如賣牛奶的小女孩相信月亮是一個大奶酪，那麼天文學家就會想象我們地球是個凝縮的星雲，化學家就猜它是由鋁和鉀化合的球，礦物學家説它是個巨大的晶體，而動物學家説地球是個巨大的動物——一個有生命和熱的物體，火山是它的鼻孔，岩漿是它的血液，地震是它的脈搏，這是對火山的一個比較形象的比喻。

　　當初人類對火山認識有個過程。在西方，研究最早的是地中海沿岸國家，特別是意大利， 地中海有好多火山噴發，當時老百姓不知道火山是怎麼回事，認為是一種神火，就以為是地下的火神在作怪，把它作為火神來看待。 而東方和西方對火山有著截然不同的認識。 我們中國，古代關於火山和地下焰火現象的一些記載，實際上不是火山噴發，大部分是地下的煤層自燃，或者是天然氣自燃後冒出的火。由此看來，早年西方把真的火山當成了火神，我們把不是火山又當成了火山。

　　這是真正的地球形態，地球現在就是這樣。整個地球從本質上來説是岩漿形成的。岩漿有的是噴出了地表，有的沒有噴出地表，噴出地表的岩漿就形成了火山，沒有噴出地表是另一些岩漿岩。所以火山作用是一種很重要的地質作用，在地質作用當中，只有火山作用，從地球深部，也就是從地幔到地殼，一直到地球的表層，到大氣圈，甚至説平流層也受火山作用的影響。所以火山噴發是自然界中一種非常重要的自然現象和地質作用。

　　在實際生活當中，或者在一些資料上，我們會看到很多各種形態的火山。火山的形態與噴發的方式有關係，而噴發的方式又與岩漿的成分和所處的地質背景有關，也就是説看它在什麼樣一個地質條件下噴發的，噴發的方式不一樣，最後形成的火山形態也不一樣。

　　下邊就看看有哪些岩漿成分。 地下的岩漿主要是由硅、鋁化合物形成的，它的主要成分就是二氧化硅、三氧化二鋁這些成分，當然還有很多種成分了。由於硅的含量不一樣，通常在學術上分成酸性的，中性的和基性的岩漿。 二氧化硅含量高，酸性就強；二氧化硅含量低，基性就比較強。 二氧化硅含量的多少決定著岩漿的粘稠度，二氧化硅一多，岩漿就特別粘，粘就不容易流動，它把一些氣體都裹在裏邊，一旦爆發，爆發力就特別強；要是二氧化硅含得少，裏面含其他金屬，鐵、鎂、鈣這些金屬含量比較多的時候，岩漿就比較稀，流動性就比較強， 爆發力就不強了，從而決定了好多不同類型的火山噴發。 火山噴發的方式大部分是中心式，還有裂隙式。中心式就是中間有一個火山口，從火山口噴發，這樣的火山噴發通常比較強烈，有時稱爆發，最後形成火山的那樣形態，若多次噴發就形成複合型火山；還有的是火山錐不很明顯，火山口卻比較明顯，就像現在看到的。

　　火山噴發除了中心式 ，還有裂隙式，就是地球表面上有裂縫，像這個就是 一個裂縫，岩漿從這裡冒出來了，形成一條火線，有時候看上去很漂亮，岩漿沿著裂縫流出來，就像鋼水從煉鋼爐裏放出來，紅彤彤的。如果看火山噴發， 在晚上看特別壯觀，那是火海，像火的海洋一樣。 其實在自然界很多作用是很複雜的，也有中心式和裂隙式相結合的，你看這個，沿著這條線是一個裂隙式噴發；在這條線當中，又一點一點的，它又是中心式的，這就是把中心式噴發和裂隙式噴發結合到一起了。那麼有的岩漿剛剛拱出地面，就是像我剛才説的那樣基性的，二氧化硅含量比較低的，它拱出來就形成盾狀火山，這就是基性岩漿噴發了，這種岩漿流動性非常強，整個就成了一個岩漿的海洋。 在夏威夷考察時候，晚上看特別壯觀，就是這種情況。

　　火山有各種形態，各種噴發方式，有活火山，有死火山，介於活火山和死火山之間，還有叫休眠火山的，也就是説這個火山是活火山，但是最近它沒有噴發，處在一種比較靜止的狀態，可是靜止狀態並不等於它不活動，只是沒有噴發就是了，所以有的時候就把它叫休眠火山。對於活火山各國對它辨別的標誌不完全一樣，火山多的國家，比如像印度尼西亞、日本這些國家，它們有的時候把兩千年以來噴發過的火山稱為活火山，但是從全球對活火山考慮的話，大致在一萬年以來還有過一次噴發的這種火山，都可以列入活火山範疇裏頭。我們國家，在座的可能也覺得，好像沒聽説哪兒有火山噴發，其實就是新中國成立以後也還有過噴發，比如1951年在崑崙山就有過噴發，但是那兒是無人區，四千八百多米多高的地方沒人去，當時是修青藏鐵路的工人聽到了聲音，看到噴發的狀態，後來新疆日報報道了此事。後來我們去考察 那兒確實有一群火山在那裏。所以活火山就是在可預見的未來，還能噴發的火山，或者在過去的幾百年、幾千年、甚至一萬年以來，有過噴發的火山都算活火山。

　　那麼死火山就是在可預見的未來，不可能有噴發活動的這種火山，或者在過去很長的時間裏，它也沒有噴發過，這樣的火山就稱為死火山了。那麼處在中間靜止狀態的，就稱為休眠火山。

　　這裡順便提一下，還有一個泥火山，因為最近，特別是去年， 有些新聞界炒得比較多，我把這個事情跟大家説一下，就是泥火山，從科學含義上它不屬於火山的範疇。所以叫泥火山，顧名思義，第一是它有泥，就是它噴發的全是泥，然後形成的形態又像火山，根據這兩條就把它叫泥火山，應該説名字並不壞，可是從科學上來講，火山必須有岩漿，而且必須有岩漿通道，有活動的機制，那它不具備這一條。泥漿不是岩漿，它們大部分形成于含水層， 像有地下水，有沼澤這些地方，這些地方又有很多的油氣藏，當油氣藏的氣壓達到一定程度的時候，就可以從地下爆發出來，然後就把這些泥漿流出來。我們國家有兩處泥火山，一處在新疆獨山子和烏蘇市的白楊溝，另一處在台灣高雄。你看這個火山錐也是很好看的，但是都是泥漿。為什麼能燃火呢？因為地下有沼氣，冒出來你一點火，就能夠把它點著了。

　　最著名的泥火山像美國的黃石公園，黃石公園是一個大的火山區，但在這個火山裏頭也有一些泥火山，像這個就是泥火山，這個噴泉大致有是隔一小時或者幾小時噴一次，或者是隔幾十分鐘噴一次，是一個很壯觀的景觀， 噴得非常高，噴出的水柱能有幾百米高的，但是你看是噴氣，水是很涼的，不是熱的。這都屬於泥火山範疇，因為它沒有岩漿參與。所以，大家在討論泥火山的時候，不要把它跟火山混起來。

　　地球上，不光在陸地上，在海洋裏都有火山。 在其他星球上也有火山，星球上的火山，在這個太陽系的星球，實際上只有地球和木星才有活動的火山，像金星和火星它們比較年輕，但是那裏的活動火山都停止了；月球雖然是地球的衛星，但它很老，月球上的火山在四十多億年前就停止了，現在在太陽系星球當中，只有地球是火山活動最強烈，最頻繁。

　　海洋中也有很多的火山噴發，根據近五十年來的統計，從陸地到海洋，每年全球平均有50次左右火山噴發，因為有的是在海底，有的是在山區，能被人們感知的火山噴發並不是很多的。 這個顯示的是夏威夷群島，這個群島全是火山噴發形成的。

　　那麼我們中國有沒有火山，有哪些火山？中國由於近五十年來，幾乎沒有火山噴發，所以很多人感覺中國好像沒有火山似的，其實中國在歷史上也是個多火山的國家，特別在東部地區，像這個圖上這些紅點，都是火山分佈的地區，東部沿海地區，尤其是東北，還有青藏高原，火山活動還是很強烈的，應該説中國東北和東南沿海地區，當初火山活動不亞於當時的日本；在地質歷史上，當時的海峽兩邊，火山活動應該説是旗鼓相當的，只是後來大陸這邊比較減弱了。 中國既然已經好長時間沒有火山噴發了，中國有沒有活火山？ 根據現在研究的情況，至少還有十來處火山是活火山，我給大家數一數，從北邊來，最著名的像五大連池， 這是我們國家非常有名的一個火山區，最近都申報世界地質公園了，那裏的火山形態、地貌形態非常標準，也非常壯觀，號稱火山博物館。然後在大興安嶺這塊，這塊目前沒有歷史記載，但是從火山的地貌形態和岩石狀況看，説是有活火山也應該沒有問題。再往下來到了鏡泊湖，那裏有塊地方叫地下森林，就是火山噴發形成了很多的火山口，火山口里長滿了樹，陰森森的，火山口很深，有的四百多米深，那你下去的話，再上來是很難的；那裏樹長得很旺盛，長得也特別高也特別密，從山頂往下看，就好像地下有森林似的。再就是長白山，在長白山西邊的吉林省輝南和靖宇那一帶，那裏的火山也特別多；再往南來，就到了台灣和海南島，然後是騰衝，再就到了青藏高原，像西崑崙那兒有個阿什庫勒盆地，阿什庫勒盆地有好多的火山。這是我們國家最大的火山 — 長白山，這是衛片，從空中看天池火山，中間是長白山天池火山口，這是很著名的天池了，天池的水深三百七十三米；這是北朝鮮那邊，長白山是國際山，有一半在我們這邊，一半在那邊，我倒是還算有幸到它們那邊去考察過，這個就是它們那邊火山的狀況，它們那邊山下大約有五十公里遠是光禿禿的，這對我們搞地質的是比較有利的，能看到很多東西，我們這邊一下了山就是森林，不到河溝裏去的話，一般很難看到一些噴發物的。這就是朝鮮那邊，是火山在地面上表現的一些狀態。

　　大家會問，為什麼地球上會有這麼多火山噴發？這是一個很大的科學問題， 現在還有些問題沒有搞清楚。但是經過多年的研究，很重要一點就是由於板塊運動造成的。地球上分了很多的板塊，板塊之間互相運動和互相作用，一個板塊插到另一個板塊下面，就在俯衝的地方溫度增高， 把地殼下面的東西熔融了，以後隨著壓力和溫度的增高，慢慢地這個岩漿就往上升，噴出地表；火山也是在地球表面一些薄弱的環節噴出來，哪塊有裂縫，哪塊就比較脆弱，它就從那冒出來。反正什麼事都是找軟的欺負，火山也是這樣。在大洋裏，好多的島嶼都是火山噴發形成的，有的火山噴發以後還沒露出水面 就沒成陸地，一旦露出地表就成島了．夏威夷那塊是一個很典型的火山活動帶。

　　講了這麼多的火山，火山到底有什麼用處和什麼災害？這是很重要的。我可以這麼説吧，不是因為我做點這方面工作才吹捧火山，好像任何事物都具有雙重性一樣，火山在自然界當中有好處，也有壞處。首先我給大家講講它的用處，就是評功擺好吧，説一説火山有什麼好處。在我看來，火山跟地震是孿生的兄弟，就是有火山的地方基本上都有地震，但是有地震的地方不一定有火山，這一點反過來是不對的，但是地震到目前為止，還沒有研究出來它到底有什麼好處，有什麼用處，我想這可能也是個問題，因為不可能一件事情只是一面性，但是據我知道，好像地震目前沒有什麼用處，將來也許應該能找出它有用的一方面，否則它就是單一性的，就不是雙重性的。但是火山不是這樣， 我認為，它給人類社會造成的好處大於它的害處，它的好處，就是它有用的地方，我大致列了這麼幾條：第一個是它可以給人類創造一些土地資源，這個土地資源的，我就像剛才説的，像夏威夷島全是火山噴發出來的，那現在就是土地了，就是美國國土了，而且大夏威夷島那塊幾乎年年都有火山噴發，岩漿流到海邊去以後在那兒凝固了就成了陸地，擴展了領土；若是火山噴發地強烈， 一年能擴展幾平方公里，或者再多點。這些島嶼基本都是火山噴發形成的。除了土地資源，就是礦産資源，由火山作用形成的礦産資源是挺多的，包括非金屬資源和金屬資源。那非金屬資源就是火山噴發物，隨便哪種火山岩石幾乎都可以用，有些玄武岩就用作鑄石來開發，像長白山産的浮石、火山灰和火山渣裝到編織口袋裏就能賣，實際上價錢比白麵還貴呢，它是很好的填充建築材料，修高級機場、體育場，如果要用這種火山渣填充的話，質量就比較高了，高級的水泥也是用火山渣做填料的，所以火山噴出來的東西幾乎都有用，這是在非金屬材料方面。還有就是很多的礦産跟火山噴發有關係，大家要是比較感興趣的就是寶石了，有些寶石就是火山噴發出來的； 很多礦産資源，包括一些金礦，還有一些銅礦都跟火山作用有關係，所以火山能給我們創造很多的礦産資源。

　　這個圖是長白山的一個溫泉，溫泉本身也是一種資源，最簡單就是做溫泉浴，取暖也可以，像長白山這個溫泉，最高溫度達到86度，所以溫泉是可以開發利用的。冬天去那裏，溫泉附近景色也非常漂亮，這是長白山的瀑布了，它被凍上了，但下邊溫泉的地方就沒凍上。這就是火山給我們創造的一個好處吧。

　　還有很重要一點，就是火山能創造很多的自然景觀，我可以不過分地説，世界上很有名的一些風景區大部分是火山區， 像美國的黃石公園，夏威夷，日本的富士山，我們國家的長白山，五大連池，現在全國有41個地質公園，大概與火山有關的至少有七個，所以，有火山的地區風景幾乎都很漂亮。到日本去，你到那些火山區去看，旅遊的人絡繹不絕的。這個是長白山鴨綠江大峽谷，這是由火山渣、火山灰形成的，是這麼一個壯觀景象。那邊是長白山一個主峰，將軍峰，屬於朝鮮，2755米高，朝鮮那邊只有勞模和一些先進分子才能登上將軍峰的，那是一種榮譽。其它一些自然景觀，像最近新聞界談到的阿爾山，去年秋天我們去過那裏，這是秋景，這裡面的火山口湖，很幽靜的，山清水秀。這是騰衝，你們看這個景觀是不是挺漂亮的，這就是咱們雲南騰衝那裏的火山區，後邊是火山，前面是些稻田。

　　國際上，火山區是科考和旅遊的聖地，這個是印度洋裏的有個留尼汪島，挨著毛裏求斯島，那年我們去考察時，那裏的火山正在噴發， 我們測一下岩漿溫度是一千零五十度。到那裏考察就比較難了，熔岩剛冷凝，有時候很危險，上邊冷凝了就結成硬殼，有的地方殼很薄，你一下踩下去，底下就是熔岩，熔岩就是一千度，像鋼水似的，不小心掉下去就麻煩了。還有到這個地方比較麻煩的就是毒氣特嗆人，它散發那種硫化氫還有一些其他毒氣，把你嗆得根本受不了，所以到這地方去得戴防毒面具。不過，有些人不怕這些，越是火山噴發越往前衝，往火山那去，知道火山要噴發了，很多人開車向火山周圍湧來，到山附近不能開車了，就開始步行，誰勇敢誰就離火山口近。

　　你看這個富士山多漂亮，富士山是最標準的火山造型，它形態好，三千七百多米。最近日本人對富士山監測很厲害，因為它是1707年最後一次噴發，到現在快三百年了，現在比較活動。它噴發的時候，1702年長白山也噴發，如果它再噴發的話，長白山也許也有可能噴發。

　　這是復活節島，在智利東邊，很神秘，好像世界上七大神秘的事就包括這個復活節島。這些大石頭有的像一間房那麼大的石頭刻著人面石像，可是沒人知道那裏的石頭是怎樣搬運的？ 那裏有個飛機場，雖然是國際機場，卻是草房，很有意思。所以，火山區不光是觀賞，還有很多文化的東西，這就是給我們創造的一些財富。

　　再説一説火山災害。世界上有十大自然災害，其中就有火山，火山好像排在第六位，是這樣的。火山噴火也好，噴氣也好，噴出的熔岩石頭以及泥漿，崩塌，釋放毒氣，都會造成很多的災害，有記錄的世界上最大的火山災害是印度尼西亞的坦博拉火山噴發，這一次火山噴發使得九萬二千人死亡，這是1815年的事情。然後是1985年，南美洲的哥倫比亞的一個魯伊斯火山，魯伊斯火山實際上噴發的規模並不很大，但是火山形成的熔岩流和碎屑流把城市給衝了，死了兩萬三千多人，這是近代死人最多的一次災害。造成這次災害以後，聯合國在1987年制定了一個減災十年計劃，把火山災害列入第六名。後來，哥倫比亞還有一次火山噴發，我有一個英國同事就埋在裏邊了，是很遺憾的。所以火山噴發造成的人員傷亡和財産損失是很嚴重的。火山有時噴發大量的火山灰，火山灰瀰漫造成的災害也很大，像菲律賓那次火山噴發，火山灰最厚的地方能堆上兩百米，能噴到35公里高處，這個高處就到了平流層，覆蓋面非常大； 1980年美國聖海倫斯火山噴發，把一個山頭掀掉四百米，多大的力量！噴發的火山灰不光是把美國西部瀰漫了，還擴展到北半球很多地方。這是上個世紀兩次最大規模的火山噴發。但是這兩次火山噴發由於預報得比較好，人員傷亡很少，但是給環境造成的災害和社會財産造成的損失還是不小的。

　　這是我們在夏威夷考察時遇到的公路被熔岩堵了。印尼這個火山， 叫喀拉喀托火山，也很有名。我們正在那兒考察時，結果鬧地震了，大概有四級左右，整個山都晃起來了，這可把人嚇壞了，因為我們已離山口就不到一百米了，有地震很可能火山就爆發了。剛才説了，有火山噴發的地方大部分有地震，你們看到這個火山帶，跟地震帶基本上可以吻合的。

　　還有一些間接災害，像火山形成的火山雲和噴出來那些火山灰會給航空業造成很大的危險。這是在阿拉斯加那邊的火山噴發， 當飛機經過火山灰瀰漫地區，非常細的火山灰滲透到飛機的一些縫裏，就會給飛機的機器造成故障。這是一個真實記錄，有一架飛機路過這塊的時候，它幾個發動機都失靈了，就是離地面好像不到四百公尺的時候，有一個發動機又好了， 結果好懸沒掉下來。 所以一到火山噴發的時候， 很多飛機不敢穿越火山噴發的地區，要不就改航，要不就得取消了，這等於是間接造成的一些損害。

　　最後想談一下火山怎麼監測，怎麼預防它。如果説地震災害很厲害，而且到目前為止還不能很好地預測地震災害，因為地震有兩個參數，時間和空間都不定。火山基本上有一個參數，就是它的空間基本能定，一般很少在一個沒有一點關係的地方冒出火山來，基本上火山噴發發生在原來的火山區，所以它的空間位置大致能定，但是時間沒法定，通過觀測可以對火山的活動和爆發做出比較科學的準確預測， 上個世紀國際上對火山的監測已經有了很大的進步，像美國的聖海倫斯火山噴發，1991年菲律賓的皮納圖博火山噴發，按照它的噴發規模能夠造成很大的危害，但由於預報得比較準，造成的危害也相對比較小。

　　我想我就介紹到這裡，謝謝大家。