《地壳_火山》PPT课件.ppt

第四节 火山与地震,快速构造运动 火山 地震,火山与地震是人们可以直接观察和感知的自然现象，对自然环境与人类生活都有不利影响。,火山,定义：岩浆喷出地表的地方。 地壳之下100至150千米处，有一个“液态区”，区内存在着高温、高压下含气体挥发份的熔融状硅酸盐物质，即岩浆。它一旦从地壳薄弱的地段冲出地表，就形成了火山。 火山喷出物： 气体：除大量的水蒸汽外，还有氢、氯化氢、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、氟化氢等。 火山液体：即熔岩。不同的火山熔岩的性质和喷出量也不同。 火山的固体：指喷发时抛射出来的熔岩和围岩的碎屑物质，如火山灰、火山渣、火山豆、火山弹、火山块等，大小非常悬殊。 还常喷射出可见或不可见的光、电、磁、声和放射性物质等，这些物质有时能致人于死地，或使电、仪表等失灵，使飞机、轮船等失事。,火山喷发的形式,因岩浆性质、地下岩浆库内压力、火山通道形状、火山喷发环境（陆上或水下）等诸因素的影响，使火山 火山喷发场景 喷发的形式有很大差别。 裂隙式喷发 中心式喷发,裂隙式喷发,岩浆沿着地壳上巨大裂缝溢出地表，称为裂隙式喷发。 这类喷发没有强烈的爆炸现象，喷出物多为基性熔浆，冷凝后往往形成覆盖面积广的熔岩台地。如分布于中国西南川、滇、黔三省交界地区的二迭纪峨眉山玄武岩和河北张家口以北的第三纪汉诺坝玄武岩都属裂隙式喷发。 现代裂隙式喷发主要分布于大洋底的洋中脊处，在大陆上只有冰岛可见到此类火山喷发活动，故又称为冰岛型火山。裂隙式喷发多见于大洋底部大洋中脊的裂谷中，是海底扩张原因之一,中心式喷发,地下岩浆通过管状火山通道喷出地表，称为中心式喷发。这是现代火山活动的主要形式 又可分为： 夏威夷型（宁静式）没有猛烈的火山碎屑物喷发，只有流动性的大量熔岩溢出。 培雷型（爆炸式）喷发时产生非常猛烈的爆炸现象。 中间型特点介于前两者之间，依喷发力递增次序再可分为：斯特朗博利型、武尔卡型、维苏威型（均以同名火山命名）。,（1）夏威夷型（宁静式）,好像煮沸了的米汤从饭锅里沸泻出来一样。溢出的以基性熔浆为主，熔浆温度较高，粘度小，挥发性成分少，易流动。含气体较少，无爆炸现象、夏威夷诸火山为其代表，又称为夏威夷型。这类火山人们可以尽情地欣赏。,夏威夷火山公园 宁静式,夏威夷火山国家公园 所在国家：美国 火山国家公园位于夏威夷岛，世界上最大的火山莫纳罗亚(Mauna Loa)火山和世界上最活跃的火山之一基拉韦厄(Kilauea)火山都位于这座公园内。莫纳罗亚火山最后一次喷发是在1984年，而基拉韦厄火山从1983年起就一直在向外喷射岩浆。,（2）培雷型（爆炸式）,火山爆发时，产生猛烈的爆炸，同时喷出大量的气体和火山碎屑物质，喷出的熔浆以中酸性熔浆为主。一般来说中心式喷发的猛烈程度主要与岩浆的粘稠度及其中所含的挥发性成分有关，粘稠度高，挥发性成分多都会导致剧烈的喷发。1902年12月16日，西印度群岛的培雷火山爆发震撼了整个世界。它喷出的岩浆粘稠，同时喷出大量浮石和炽热的火山灰。这次造成26000人死亡的喷发，就属此类，也称培雷型。,培雷火山,所在地区：马提尼克 喷发时间：1902年 培雷火山(Mount Pele)喷发被认为是20世纪最致命的火山灾难，夺去了3万人的生命。炽热的有毒气云和火山熔浆将圣皮埃尔整座城市湮没，在全市2.8万居民中，只有两个人躲过了这场浩劫。上图是岛民惊恐地远望灾后一片烟雾的可怕景象。培雷火山喷发的烟柱持续了11天之久。,（3）中间式：,属于宁静式和爆烈式喷发之间的过渡型此种类型以中基性熔岩喷发为主。若有爆炸时，爆炸力也不大。可以连续几个月，甚至几年，长期平稳地喷发，并以伴有歇间性的爆发为特征。 以靠近意大利西海岸利帕里群岛上的斯特朗博得火山为代表该火山大约每隔2-3分钟喷发一次，夜间在50公里以外仍可见火山喷发的光焰，故而被誉为“地中海灯塔”。又称斯特朗博利式。 有人认为我国黑龙江省的五大连池火山属于这种类型。,间隙泉,间歇泉是火喷发后期的一种自然现象。当地下的高温将地下水加温到一定压力后，水和蒸气就会从喷口处冲出，压力降低后便停止喷出，进入下一个过程。美国黄石公园的间歇泉是很著名的，其中有些可射到100多米高，其惊涛骇浪般的吼声使人惊心动魄。,火山的分布,环太平洋带：有319多座活火山，占62。其中45分布在太平洋西岸的岛弧带，17分布在太平洋东岸的南、北美洲海岸。著名的火山有阿拉斯加的卡特曼火山、日本富士山等。 阿尔卑斯喜马拉雅带：与地震带和年轻褶带一致，正好位于非洲板块、印度板块同欧亚板块之间的地缝合线上。有94坐火山，占18。著名的火山有维苏威火山、克拉克托火山等。 洋中脊与东非裂带：有42座活火山分布在大西洋，7座分布在东非裂谷附近。,有些火山在人类有史以前就喷发过，但现在已不再活动，这样的火山称之为“死火山”；不过也有的“死火山”随着地壳的变动会突然喷发，人们称之为“休眠火山”；人类有史以来，时有喷发的火山，称为“活火山”。,在地球上已知的“死火山”约有2000座；已发现的“活火山”共有523座,其中陆地上有455座，海底火山有68座。 火山在地球上分布是不均匀的，它们都出现在地壳中的断裂带。,火山地貌(1),灰渣火山锥 ：主要由火山喷出的碎屑物在喷口周围堆积成锥形体。如菲律宾的马荣火山。 富硅质熔岩穹丘：流动性小、富含硅质的熔岩前挤后拥地堆积在一起，形成穹圆体。如腾冲火山中的覆锅山和台北大屯火山中的个别火山体。 基性熔岩盾：流动性大的基性熔岩流反复喷出堆积而成，形如盾状。如夏威夷火山。,火山地貌(2),次生火山锥：古火山锥因后来的再喷发使锥顶破坏和扩大成环形凹地，并在其中再产生新的火山锥。如维苏威火山、我国东北沙秃火山群中的个别火山。 复合火山锥 ：多次喷发的火山碎屑和熔岩呈层状混合堆成的火山锥， 或巨大火山椎上生长许多小火山椎。如意大利的埃特纳火山，在高达3700米的大火山锥上还分布有300多个小型的岩渣火山锥。,火山地貌(3),破火山口：有些爆炸式喷发的火山，喷发时堆积物很少却形成一个大的爆破口。如1815年印尼坦博腊火山爆发，火山上部大约失去71010吨物质，整个坦博腊镇葬身海底。 火山塞：填塞在火山喷管中的大块凝固熔岩，在火山锥被剥蚀后露出地表，形如瓶塞。如美国怀俄明州的“鬼塔”（Devils Tower）。 火山口湖：火山口积水可形成湖泊。如白头山的天池。,火山喷发的阶段,1、气体的爆炸 在火山喷发的孕育阶段，由于气体出溶和震群的发生，上覆岩石裂隙化程度增高，压力降低，而岩浆体内气体出溶量不断增加，岩浆体积逐渐膨胀，密度减小，内压力增大，当内压力大大超过外部压力时，在上覆岩石的裂隙密度带发生气体的猛烈爆炸，使岩石破碎，并打开火山喷发的通道，首先将碎块喷出，相继而来的就是岩浆的喷发。,2、 喷发柱的形成,气体爆炸之后，气体以极大的喷射力将通道内的岩屑和深部岩浆喷向高空，形成了高大的喷发柱。喷发柱又可分为三个区： （1）气冲区：它位于喷发柱的下部，相当于整个喷发柱高度的十分之一。因气体从火山口冲出时的速度和力量很大，虽然喷射出来的岩块等物质的密度远远超过大气的密度，但它也会被抛向高空。气冲的速度，在火山通道内上升时逐渐加快，当它喷出地表射向高空时，由于大气的压力和喷气能量的消耗，其速度逐渐减小，被气冲到高空的物质，按其重力大小在不同的高度开始降落。 （2）对流区：位于气冲区的上部，因喷发柱气冲的速度减慢，气柱中的气体向外散射，大气中的气体不断加入，形成了喷发柱内外气体的对流，因此称其为对流区。该区密度大的物质开始下落。密度小于大气的物质，靠大气的浮力继续上升。对流区气柱的高度较大，约占喷发柱总高度的十分之七。 （3）扩散区：位于喷发柱的最顶部，此区喷发柱与高空大气的压力达到基本平衡的状态。喷发柱不断上升，柱内的气体和密度小的物质是沿着水平方向的扩散，故称其为扩散区。被带入高空的火山灰可形成火山灰云，火山灰云能长时间飘流在空中，而对区域性的气候带来很大影响，甚至会造成灾害。此区柱体高度占柱体总高度的十分之二左右。,3. 喷发柱的塌落,喷发柱在上升的过程中，携带着不同粒径和密度的碎屑物，这些碎屑物依着重力的大小，分别在不同高度和不同阶段塌落。决定喷发柱塌落快慢的因素主要有四点： （1）火山口半径大的，气体冲力小，柱体塌落的就快； （2）若喷发柱中岩屑含量高，并且粒径和密度大，柱体塌落的就快； （3）若喷发柱中重复返回空中的固体岩块多，柱体塌落的就快； （4）喷发柱中若有地表水的加入，可增大柱体的密度，柱体塌落的就快。反之，喷发柱在空中停留时间长，塌落的就慢。 火山喷发并非千遍一律，像夏威夷基拉韦厄火山那样的喷发，事前熔岩已静静地流出，由于熔岩流动缓慢，因而只破坏财产而没有危及生命。而像1883年印尼喀拉喀托火山那样的火山碎屑喷发或蒸气爆炸（或蒸气猛烈爆发），则造成人员的重大伤亡。 在火山喷发过程中，挥发性物质充当了重要的角色，它不仅是火山喷发的产物，更是火山喷发的动力。从岩浆的产生到火山喷发的整个过程，挥发性物质的活动无一不在起作用。,研究意义,英国科学家认为超级火山喷发可能毁灭人类 火山喷发产生的气体可能是恐龙灭绝原因 最具威力、最壮观的火山爆发常常发生在俯冲带。这里的火山可能在沉寂达数百年之后再度爆发，而一旦爆发，威力就特别猛烈。这样的火山爆发常常会给人类带来世界毁灭。,多巴火山,多巴火山，是一座超级火山，是全球第二大超级火山。 多巴湖（印尼语：Danau Toba，英语：Lake Toba），是一座位于印尼苏门达腊岛北部的火山湖，此湖呈菱形，座标西北角北纬2.88度，东经98.52度，东南角 北纬2.35度，东经99.1度，长100 多巴火山火山口(1张) 公里，宽30公里，面积1,130平方公里，是世界上最大的火山湖，最深处505米，海拔905米。 多巴湖所在的破火山口形成于距今七万五千年前的超级火山喷发，该次爆发被认为具有8VEI的强度。同时这次喷发被认为是过去25万年来地球上最大的一次喷发。 导致史前人类近乎灭绝。 多巴火山在75000年前有一次大爆发，它连续爆发了七天，三天就使半个地球上空被火山灰覆盖，四周后，火山灰效应使地球进入冰川时期，但早期人类以及一些动物坚强地活了下来，物种才没灭绝。,影响全球气候 火山爆发时喷出的大量火山灰和火山气体，对气候造成极大的影响。因为在这种情况下，昏暗的白昼和狂风暴雨，甚至泥浆雨都会困扰当地居民长达数月之久。火山灰和火山气体被喷到高空中去，它们就会随风散布到很远的地方。这些火山物质会遮住阳光，导致气温下降。此外，它们还会滤掉某些波长的光线，使得太阳和月亮看起来就像蒙上一层光晕，或是泛着奇异的色彩，尤其在日出和日落时能形成奇特的自然景观。 破坏环境 火山爆发喷出的大量火山灰和暴雨结合形成泥石流能冲毁道路、桥梁，淹没附近的乡村和城市，使得无数人无家可归。 泥土、岩石碎屑形成的泥浆可象洪水一般淹没了整座城市。 岩石虽被火山灰云遮住了，但火山刚爆发时仍可看到被喷到半空中的巨大岩石。,黄石超级火山,黄石超级火山作为目前唯一位于大陆上的活超级火山，其威力无法估量。据地质学家推算，黄石超级火山历史上已喷发上百次，最早是在1650万年前，最后是在63万年前。而它的喷发周期大约就是60万年，再加上最近几年太阳活动越来越剧烈，黄石超级火山似乎很快就要喷发了。据估计，它的威力可能使美国圣海伦斯火山的1000倍到8000倍。200万年前的一次喷发出的火山灰等物质弱队在福建省，可高达20米；如果盖在云南可厚达6米。如果把圣海伦斯火山喷出的物质比作一粒豆子，黄石超级火山喷出的物质就是一个你可以躲在后面的大球。上次黄石超级火山喷出的物质覆盖了今天密西西比河流域大部分地区，也就是世界上最大的粮仓，世界上一半谷物的产地。所以，据美英等国科学家估计，黄石超级火山爆发后，包括黄石公园在内的一万平方千米内的一切都将被火山的碎屑流横扫。碎屑流是一股温度高达几百度的火山喷出物质，可能以几百千米的时速甚至超音速，摧毁沿途的一切。约有8-10万人会死于碎屑流。在1000千米内，火山灰将厚达20至60厘米，压垮大部分屋顶。可能有几十万人因此死亡或重伤。火山灰会在几天内到达美国北部大部分地区。包括丹弗、奥马哈、圣路易斯、芝加哥、印第安纳波利斯、底特律在内的许多地区，火山灰将进入电网，导致停电、通讯中断，污染水源、粮食，使交通瘫痪。火山灰中携带的氟还会引起氟中毒。一周内火山灰就会到达欧洲。然而最危险的气体是硫磺。火山喷出的硫磺会在三周内形成环绕全球的硫磺层，引发大规模降温。在三年内或更长时间，美国欧洲等地可能降温13度。而大规模气候变动后，东南亚暖湿气流将消失，届时东南亚及中国降水将大大减小。,重现生机,火山爆发对自然景观的影响十分深远。土地是世界最宝贵的资源，因为它能孕育出各种植物来供养万物。如果火山爆发能给农田盖上不到20厘米厚的火山灰，对农民来说可真是喜从天降，因为这些火山灰富含养分能使土地更肥沃。 1、熔岩崩解后，杂草苔类开始冒出来。 2、绳状熔岩流过的山坡长出蕨类植物。 3、火山灰让周围的土地肥沃，当地的葡萄年年丰收。,火山资源,火山虽然经常给人类带来巨大的灾害，但它也并非一无是处。火山资源的利用也可以带给我们生活的乐趣与便利。一般来说，火山资源主要体现在它的旅游价值、地热利用和火山岩材料方面