火山喷发的原理是什么？

火山爆发的原理

火山爆发是由地下深处成熔融状态的岩浆物质，在高温高压条件下，因地壳运动岩层发生断裂，致使聚集在地下岩浆的压力减低，并从中分离出气体和水蒸气，造成体积膨胀而推进岩浆，沿断裂向地面运移，直至冲出地表，形成有不同类型和规模威力的火山喷发1。火山喷发的原理是地壳下方的岩浆和气体在高温、高压的环境下，经过一定的时间累积，当压力达到一定程度时，岩浆和气体就会突然爆发，形成火山喷发2。火山喷发的岩浆常由富含挥发性气体的熔融状硅酸盐物质组成，其中的挥发分增加会加大膨胀挤压力，一旦上覆岩石变薄或出现裂隙，就会沿薄弱处向地表喷发。

南太平洋岛国汤加境内的海底火山在2022年1月初爆发，被称为“21世纪最大的火山爆发”，大量的火山灰被喷射到海平面以上30千米的高空。

卫星实拍汤加海底火山爆发瞬间

硫化物、气溶胶被喷射到天空中形成了一把“遮阳伞”，时间可长达数月甚至数年，遮挡了太阳光，预计可使地球温度降低。

所幸这次巨大规模的火山喷发没有造成大量的人员伤亡，但是其他遭遇火山喷发的人类可能就没有这么幸运了。

覆盖了整个庞贝古城的那次火山喷发，奔跑中的难民直接被高达500℃的高温火山灰覆盖将，整个城市毁灭，幸存者寥寥。

火山喷发像一个会吃人的恶魔

那么受害者是如何死亡的呢？后来科学家认为是高温碳化死亡。火山为何会爆发？爆发瞬间发生了什么？被火山烧死的人们是什么样的？一千年前的庞贝古城还有幸存者吗？

接下来本文将从火山爆发的原理、爆发瞬间会发生什么事、火山爆发事故遇难者的遗体和庞贝古城历史来解答这些问题。

那么火山毁灭城市的瞬间有多可怕呢？在发掘的遗体上甚至头颅有爆炸、脑浆沸腾的痕迹？

爆发瞬间

火山喷发的瞬间会有剧烈的气体喷射、会冲出大量的熔岩粒和熔浆，液态的熔岩到了高空遇到冷空气又会凝固成所谓的“雨”，不过这就不是水滴了，而是石块。

这种石块小到一粒黄豆那么大，大到能有两层楼那么高，比如1906年的意大利维苏威火山爆发就是如此。

模拟1906维苏威火山爆发

火山喷发强度被分为8个不同的等级（因为目前在人类已知历史中，最大等级的火山喷发就是8级），每增长一级，爆发的强度都是上一级的十倍。

在2.7万年前，新西兰的陶波火山喷发，产生了1170立方千米的火山灰，如上文所说，如果产生了极大规模的火山喷发，可能会造成地球气温降低，形成所谓的“无夏之年”。

1980年，美国圣海伦斯火山爆发，预测释放了24兆吨的热量，这些热量相当于是广岛原子弹的1600倍，而这只是一次5级的火山喷发。

圣海伦斯火山爆发造成57人死亡

地球平均气温降低对农业影响极大，人类有史以来最大的一次火山喷发是1815年的坦博拉火山喷发，强度定级为7级，喷射了近300立方千米的火山灰到大气中，造成了北半球很多地区“六月飘雪”的奇观。

7级的坦博拉火山喷发导致71000人遇难

7级的坦博拉火山喷发就造成了北半球夏季气温降低0.53摄氏度，如果是8级火山喷发，预计将造成全球气温降低2摄氏度，2摄氏度是什么概念？

从人类工业革命史开始到现在，地球的平均气温上升了1.3摄氏度，在过去的300万年内，地球的气温变化不超过2.5摄氏度。

《巴黎协定》是由全世界178个国家于2016年签署的气候变化协定，其中将1.5摄氏度作为临界值，要求缔约国控制地球平均气温升高限制在1.5摄氏度。

因为平均气温的微小浮动对于整个地球的生物链来说都是一次惊天动地的震荡。

要共同维护地球的平均温度

庞贝古城

公元后79年，维苏威火山喷发携带了大量火山灰、气体、石块到空中，冲到了庞贝城。

之后由于火山灰柱坍塌造成庞贝的隔壁城市赫库兰尼姆也被火山所覆盖，埋葬厚度达20米，18世纪被一位意大利农户意外发现，才揭晓了赫库兰尼姆的存在。

人类遭遇火山碎屑流没有生还的机会，直接死亡，是没有所谓遗骸的，尸体都瞬间高温化成灰了。

如今被发掘的庞贝古城就像是地球制作的一个时间胶囊，将一个城市定格在一瞬间，两千年后在挖掘出来，看看那时的人文和城市建设。

意大利那不勒斯拍摄的庞贝古城遗址

由于庞贝城靠近河道的地理优势，在公元三世纪，被罗马殖民后庞贝新建了许多公共建筑，浴场、剧院等，有钱人也越来越多，座座豪宅拔地而起，当地人民由于火山灰和河道的滋养，渔业农业都很发达，生活得十分安逸。

尸体会被火山碎屑流烧焦并被火山灰包裹起来，后来通过给这些火山灰空壳中灌注石膏才能还原他们临死时的样子。

所以我们现在能看到的尸体，是当初挖掘的时候发现有很多空洞，灌入石膏之后的人体倒模。

死前最后一刻的瞬间，被永久保存了下来

火山爆发遇难者的遗体

2000年后，赫库兰尼姆被发掘出，考古学家们发现城镇内的家里的家具全部都被高温碳化。

经过科学家们的实验，发现在实验室500℃时碳化得到的木质成分和在赫库兰尼姆中发掘的一样，由此推出赫库兰尼姆被火山灰覆盖时的温度在500℃左右。

火山喷发瞬间没有逃离的时间，有一部分人躲在了家中避难，有些人蜂拥而出挤在了大街上，庞贝只有一部分人最终有逃了出来。

更令人震惊的是在遗体的头骨中发现了碎裂的现象，初步推测是因为瞬间高温导致的脑浆沸腾，同时也发现了红色的物质。

碎裂的头骨

应该是肌肉被蒸发后留下的铁元素和氧化铁，死者的脑部也发现了玻璃化的人体组织，在黑色碳物质上闪着一丝不合时宜的晶莹。

在所有庞贝的遗体中，有一个尸体形似一对情侣是在死前抱在一起。

不知道那个时候的人们是否信奉男女之爱的神圣和永恒，如果真的如我们所揣测的那样，那这对情侣也真的算是把对对方的爱定格在永恒。

超越生死的爱恋

庞贝的悲剧发生时有人将自己所有的金银珠宝带在身上，身边带了很多奴隶。

但是灾难在所有人面前都是一样的残酷，如果不知道意外和明天哪一个先来临，那就过好当下，不以物喜，不以己悲，即使明日就是末日，我也走在我心中的那条路上。

火山爆发的原理

在地面以下，每距离地心近33m，平均温度就会升高1摄氏度，我们的地壳半径是六千三百千米，所以地内温度可以达到两千摄氏度，这个温度可以汽化钢铁，所以在地球内部都是岩浆。

你可能会疑惑为什么地心的温度会这么高，能量是从何处来呢？

其实是地层以下有大量的放射性元素在其中，这些放射性元素不断产生核裂变，释放大量能量，地层岩石吸收了这些能量形成了岩浆。

火山构成

同时这些岩浆还承受着地层巨大的压强，一旦地下有一个缝隙，岩浆便会从缝隙中溢出，比如火山爆发常与地震相关联就是因为地壳运动让地层撕裂了一个口子，岩浆便“钻空子”一样的爆发了。

在地下承受了巨大压力的岩浆一旦找到口子，火热的气流便会冲向云霄，火山也就喷发了。

通过这些原理，火山爆发或许是可以被预测的，地震仪和斜度表是预测火山爆发的两个重要检测工具，岩浆移动时会造成地层的斜度变化，这种变化是可以被斜度仪和地震表监测到。

世界上第一台地震仪东汉张衡造

我们还可以通过检测火山口的气体成分来判断近期这座火山是否会有剧烈活动。

火山喷发是指地球表面上的岩浆、气体和固体颗粒物从火山口或附近的裂口喷出，并在周围形成喷发物堆积而形成的现象。火山喷发的原理是由于地球内部的高温和高压作用，岩浆在地壳深处积累并不断上升，当压力超过地壳的承载能力时，便会形成火山喷发。

具体来说，火山喷发是由于地球内部高温物质的上升和岩浆室的积聚造成的。当岩浆从火山口或附近的裂口喷出时，所带来的气体和固体颗粒物质也同时被喷出。这些物质受到大气压力和重力的影响，会在空中形成喷发柱和火山灰云。当喷发柱高度超过大气中水蒸气的凝结高度时，会形成火山云。

火山喷发的规模和类型不同，喷出的物质也不同。一些火山喷发的物质中含有大量的熔岩和火山碎屑，而另一些火山喷发则主要是气体和蒸汽。火山喷发会对周围的环境和生态系统造成不同程度的影响，也是地质灾害中的一种。