火山
huǒ shān
火山是地壳中岩浆、气体和火山灰喷发而出的一处开口，往往由喷出的物质堆积成一座山体。
Definition
火山是来自地下深处的熔融岩石、火山灰和气体到达地表的地方，其喷发出的物质往往会堆积成一座山体。夏威夷那样的盾状火山又宽又平缓，由流动性很强的玄武质熔岩构成；而喀斯喀特山脉那样的复合火山或层状火山则十分陡峭，喷发方式猛烈，因为它们的岩浆更为粘稠，含气量也更高，大多数火山形成于俯冲带、离散边界或热点之上。喷发的方式取决于岩浆的粘度（粘度随二氧化硅含量升高和温度降低而增大），以及溶解在岩浆中的水和 $CO_2$ 等挥发性物质（岩浆上升时这些物质逸出会驱动岩浆碎裂）；火山爆发指数以对数方式对喷发进行分级，从温和的夏威夷式溢流（VEI 0 至 1），到普林尼式的猛烈喷发（VEI 5 至 6），再到形成破火山口的超级喷发（VEI 8，规模超过 $1{,}000\ \text{km}^3$）。
Example
华盛顿州的圣海伦斯火山曾在 1980 年炸掉了整个山顶，而夏威夷的基拉韦厄火山则不断渗出红色的熔岩，一路流入海中，黄石公园则是一座热点超级火山，其破火山口的宽度约为 $70\ \text{km}$。1991 年皮纳图博火山的喷发是一次 VEI 6 级事件，向平流层注入了约 $20$ 百万吨 $SO_2$，使全球平均气温在两年间下降了约 $0.5^\circ C$，而黄石公园上一次形成破火山口的喷发发生在 $640{,}000$ 年前，将火山灰散布到了美国西部和中部的大部分地区。
Key Insight
火山并不都是猛烈爆发的：有些以剧烈的爆炸方式喷发，有些则会连续数年缓慢地渗出熔岩，其区别归根结底在于岩浆中含有多少二氧化硅和被困气体，富含二氧化硅的粘稠岩浆一旦气体压力积累到一定程度就会猛烈爆发，而流动性强的玄武质岩浆则能让气体温和地逸出。从长远来看，火山也是大气层和海洋的源头，数十亿年来水蒸气、$CO_2$ 和氮气的持续脱气作用，构建出了我们赖以呼吸的空气，而如今火山释放的 $CO_2$ 仍在平衡着风化作用所去除的碳。