一說起火山,大家馬上就會想到陸地上的火山爆發,大火、濃煙、爆炸聲……我們路過山西時就專門考察了距應縣木塔不遠的火山地質公園。放眼望去,周圍有數個大大小小的山包,山頭的顏色呈現赭紅色,隨便抓一塊火山石在手里,不僅色澤鮮艷,而且重量也似乎大于一般的石頭,說明其密度極高。但你們知道嗎?我們居住的這顆藍色星球不僅陸地上有火山,海底也存在著火山。

人們常說水火不容,照此推理,海底應該是沒有火山的,或者有火山,但巖漿噴不出來。但這看似不可能的事,神奇的大自然就讓它發生了——海底火山爆發,流出熾熱的巖漿。在地球漫長的歲月中,海底火山的爆發一直在不斷地塑造著地球的地貌,形成新的海底地形,對海洋環境甚至全球的氣候變化和生態系統造成深遠的影響。
那么,海底火山是如何形成的呢?為什么在深水的覆蓋下還能爆發?甚至在噴發后還能形成島嶼?這就得用科學原理來進行解釋了。
所謂海底火山,通俗來講就是形成于淺海和大洋底部的各種火山。據不完全統計,目前全球的海底火山有2萬多座,其中有一大半坐落在廣闊的太平洋里。陸地上的火山活動主要集中在板塊活動的邊界處,而海底火山大多分布于大洋中脊與大洋邊緣的島弧處。從構造上可分為洋脊火山、海溝火山和洋盆火山這三大類。它們在地理分布、巖性和成因上都有著顯著的差異。

地球上約70%的火山活動是在海底發生的。與陸地火山爆發相似,海底火山的爆發,是地殼下面的巖漿沖出地殼時造成的。由于地球內部溫度高、壓力大,所以巖石會在此類劇烈條件下形成通紅的熾熱液體——巖漿。在海水較淺、水壓較低的情況下,巖漿就會發生劇烈爆炸,同時產生大量氣體、大量火山碎屑。噴射出的熾熱巖漿,匯成一條“沸騰”的河流奔涌而出。
目前世界上有500多座活火山,而海底有近70座,約占全世界活火山數量的1/8。相比于陸地火山的劇烈爆發,這些海底火山在海水的巨大壓力下往往表現得更為溫和,而且遠離在大陸居住的人類,所以由海底火山引發的大地震動等跡象很難引起人類的注意。但事實上,海底火山爆發會引發一系列的次生災害。例如,火山灰的飄落可能會對海洋生態系統造成影響,覆蓋珊瑚礁等生物棲息地;噴發產生的氣體,如二氧化硫等,可能會與海水反應生成酸雨,對海洋生物和沿海地區造成危害;海底火山爆發還可能引發海嘯等災害。

我們一直在談論海底火山爆發,那么問題來了,為什么海水不能澆滅海底火山呢?原因其實很簡單——雖然我們將其稱為海底火山,但它本身和“火”并沒有太大的關系。海底火山噴出來的火并不是陸地上的明火,而是從地殼深處噴出的溫度數千攝氏度的巖漿,以水滅火的原理是把燃燒物與空氣隔開,但火山巖漿的噴發是高壓所致,因此海水對海底火山噴發的巖漿只能起到降溫作用。而且由于巖漿可以流動,所以板塊交界處就成了它們最為活躍的地帶。而板塊交界處本來就很不穩定,這就給巖漿的噴發提供了很好的機會。換句話說,就是火山的爆發和地球的板塊運動脫不了干系。
大部分海底火山噴發的巖漿在到達海面之前被海水冷卻,不再活動了。所以,從來沒有人能真正看到海底火山爆發的壯觀場面,頂多只能看到從海底不斷冒出新的巖漿,形成新的巖漿巖。
美國一個潛水探險隊的兩個成員曾經冒著生命危險去探索夏威夷群島的火山,他們在水下30多米處拍到了不斷從海底火山口流出的巖漿,沿著火山的斜坡向海底奔騰而下,用儀器測得周圍的海水溫度被加熱到100攝氏度以上。同學們試想一下,如果沒有先進的潛水設備,那些潛水員還能靠近海底火山拍攝海底的巖漿嗎?


海底火山噴出的巖漿在接觸到冰冷的海水后迅速冷卻,形成堅硬的火山巖,而大量火山碎屑及熾熱的巖漿,在空中冷凝為火山灰、火山彈以及火山碎屑。隨著它們的堆積生長,逐漸形成各種各樣的火山島嶼。這些島嶼廣泛分布在世界各地,在我國遼闊的海洋上也存在著它的眾多“族群”。
位于海南島北部和雷州半島南部的火山群,由70余座火山錐和大片的玄武巖流組成,距今已20萬年。
我國臺灣島和澎湖列島位于西太平洋的島弧上,從8600萬年前開始,就有斷斷續續的火山活動發生。臺灣島東南部的綠島、小蘭嶼,北部的彭佳嶼、基隆、龜山島等,都是300萬年以來因海底火山噴發形成的。后來經過間歇性的地殼運動和海平面變化,它們才由海底火山變為火山島。尤其是澎湖列島的火山巖層之間夾雜著在海里生長的貝殼和有孔蟲化石,這證明了澎湖列島的火山是在淺海環境下噴發而成的。
高尖石位于我國西沙群島宣德群島的東島環礁中。這個面積不足300平方米、呈數級階梯狀的小島,實為海底火山的露頭。科學工作者通過巖石鑒定發現,在火山碎屑巖中夾有珊瑚和貝殼碎屑。可以想象在百萬年前,這里曾發生過大的地動海嘯,海底火山的熱氣濃霧彌漫著沖出海面,在上空翻騰著、呼嘯著,震撼著西沙群島的洋面。海洋科學家們使用先進的地質拖網技術,在南海的深海海域進行探測后,在盆底的海山上刮到火山巖石,這一發現足以證明,在南海的深部海盆存在著海底火山。
位于希臘大陸東南200千米、愛琴海上的圣托里尼島,同樣也是由一群火山組成的島鏈。在人類歷史上,這里也曾多次發生火山爆發,以公元前1500年的爆發最為嚴重。這次爆發使島嶼中心大面積塌陷,致使原來本為圓形的島嶼呈月牙狀。
1963年11月15日,北大西洋冰島以南32千米處,水下130米的海底火山突然爆發,爆發后噴出的火山灰和水汽柱高幾百米,尤其是在噴發高峰期時,從火山冒出的煙塵被沖到幾千米的高空。經過一天一夜的噴發,第二天人們發現突然從海里長出了一個高約40米、長約550米的小島。后來火山不停地噴發,巖漿持續噴出,小島不僅沒有因波浪的沖擊而消失,反而在不斷地擴大增高。經過1年的時間,這個新生的火山島高約170米,長約1700米,它就是著名的蘇爾特塞島。