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为什么岩浆可以流动?

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中国科普博览,我们科学家有话说
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岩浆是一种高温熔融物质,多产生于下地壳和上地幔区域,源区深度可从 30km 一直延伸到 250km(图 1)。

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岩浆成因模式图

岩浆形成后,从深部向前部运移,喷出地表的,凝固后形成火山岩(又叫喷出岩);在运移过程中就凝固的,形成侵入岩。

岩浆具有粘性,粘性越小,岩浆越容易流动,粘性越大,越不易流动。

那什么样的岩浆跑得快?

岩浆的化学成分中

含量越低,粘性越小;岩浆温度越高,岩浆的粘性越小;岩浆中的水、气体等挥发分物质越少,粘性越小。

而随着结晶分异作用的进行,岩浆从基性向酸性演化,这个过程中伴随温度降低、挥发性组份含量升高、

含量升高,粘性会越来越大。

那火山爆发后,岩浆有可能缓缓流动吗?

有。

岩浆喷发有两种形式,中心式喷发裂隙式喷发

中心式喷发指岩浆沿管状通道上涌,从火山口溢出,形成锥式外形,顶部形成火山口,如富士山。酸性岩浆常呈中心式喷发。裂隙式喷发是指岩浆沿地壳的狭长裂缝溢出,不形成火山锥,岩浆呈漫涌状,基性岩浆常呈裂隙式喷发。

酸性岩浆形成的火山,内部挥发分含量高,且温度低,挥发分会由超临界流体转化为气体,形成大量气泡聚集在火山锥上部,加之岩浆粘性大,上部岩浆先固结,如瓶塞装堵塞火山通道,致使下部气体和岩浆无法溢出。气体压力大于上覆岩石的静岩压力时,地下某一深度会发生爆炸,致使上部冷凝、半冷凝的岩石和熔融态的岩浆,一并激烈喷发。因此,中心式喷发,也即具有锥状的火山,喷发时常伴随激烈的爆炸、喷溅的岩浆滴和大量的火山灰。

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喷发激烈的锥形火山

岩浆成分越偏基性,岩浆温度越高,粘性越小,流动性越好。流动性较好的基性岩浆在喷发时,岩浆中的挥发分物质可以溢出,因此不会形成强烈爆炸,也不会形成固体物质,很少形成火山灰,岩浆呈涌流状外溢。

但岩浆是不会永远流下去的……

在陆地上,基性岩浆流出后,地表温度降低,由于岩浆本身传热性较差,常出现表面凝固而内部熔融的状态。由于表面冷凝收缩力和内部熔体流动性的张力,使岩浆扭曲变形形成绳状、辫状。熔岩在凝固过程中,表现形成无数冷凝中心,并围绕中心形成六边形节理,节理进一步发育,则可切割整个岩石,形成壮观的柱状节理玄武岩群。

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韩国济州岛就是典型的柱状玄武岩地貌

最后,如果大家有机会亲自欣赏岩浆,一定要注意安全,尽可能远离……像《侏罗纪世界》里男主角那样靠近炙热的岩浆的话,是肯定会被严重灼伤的。

作者:刘新

出品:科学大院

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