熔岩
róng yán
熔岩是从火山或裂缝中喷出地表的熔融岩石,冷却后形成喷出型火成岩。
Definition
熔岩是已经到达地表的岩浆,因高温而呈现红色或橙色的光泽,最终冷却成坚硬的岩石。玄武质熔岩流动性强,喷发温度约为 $1{,}100$ 至 $1{,}200^\circ C$,形成表面光滑呈绳状的绳状熔岩,或表面粗糙呈块状的块状熔岩;安山质和流纹质熔岩则更为粘稠,流动缓慢,会堆积成陡峭的岩穹,而由于熔岩在地表冷却迅速,因此会形成玄武岩、黑曜岩和浮石等细粒或玻璃质岩石。粘度取决于温度、二氧化硅含量、晶体比例以及溶解的挥发性物质,热玄武岩的粘度约为 $10^2\ \text{Pa}\cdot\text{s}$,流纹岩的粘度则可达 $10^{11}\ \text{Pa}\cdot\text{s}$ 甚至更高,而玄武质熔岩流可以以片状流、河道流或隔热熔岩管的形式推进,将熔岩输送到数十公里之外而几乎不发生冷却。
Example
在夏威夷,基拉韦厄火山喷出的熔岩曾漫过道路、流入海中,冷却成新陆地时发出嘶嘶声响;而枕状熔岩则是玄武岩在水下喷发时形成的,正如大西洋中脊沿线所见的那样;夏洛特及尤瓦里山周边的火山岩中,还保存着超过 $500$ 百万年前一座岛弧火山喷发出的古老熔岩流和火山灰。太平洋西北地区的哥伦比亚河玄武岩群,在 $17$ 至 $6$ 百万年前之间喷发了约 $175{,}000\ \text{km}^3$ 的熔岩,单次熔岩流的行程可超过 $500\ \text{km}$,而 2018 年基拉韦厄火山的喷发释放了约 $1\ \text{km}^3$ 的熔岩,摧毁了超过 $700$ 栋房屋。
Key Insight
熔岩可能像糖浆一样稀薄,也可能像花生酱一样粘稠,通常移动速度足够缓慢(玄武质熔岩每小时仅几公里),人完全可以从容走开,不过在陡坡上它也曾被测得达到高速公路般的速度。溢流玄武岩则是一个危险的例外:西伯利亚地盾和德干地盾的溢流玄武岩事件,分别与二叠纪末大灭绝和白垩纪末大灭绝同时发生,其释放的 $CO_2$ 和 $SO_2$ 被认为是导致随后气候剧变的主要嫌疑因素。