火山是地球上分布比较广泛的一种地貌单元,不但在陆地上有它们的身影,而且在海底也有分布。从地球上火山的分布规律来看,与主要的地震带呈现较为紧密的关系,大多都是在地球的主要板块交接处,这里是地质活动最为频繁和剧烈的区域。火山喷发,不但会喷出非常巨量的火山灰、烟尘和有毒有害气体,而且还经常会随着汹涌的岩浆,对周围区域的生态环境,甚至更广区域范围的生物生存和发展带来极大的威胁和危害。
地球历史上所经历的几次冰期,包括造成恐龙灭绝的间接原因,都指向了火山喷发的大量物质,在空中形成了浓密的云烟层,阻挡了太阳光线的正常穿透,造成地表温度的日益下降,引发大量生物的死亡。那么,假如地球上引起火山喷发的岩浆都消失了,会有什么影响呢?这还得从地球漫长的演化过程谈起。
地球的诞生
地球的形成,离不开整个太阳系诞生的大背景。46亿年之前,太阳系所在的区域,还是由一片范围很大、星云气体和星际尘埃所组成的一个“空间”,根本没有太阳和其它行星的存在。后来,在区域以外大质量恒星引力的影响之下,这个“空间”中的星际物质发生了扰动,逐渐地向着运行速率更快、轨道移动更加频繁的方向发展,一些星际物质于是产生了互相碰撞并在此基础上逐渐聚合,质量不断增大,区域中心温度不断升高,形成了一个区域性的中心,然后在万有引力的作用下,这个区域对周围星际物质的吸引力越来越大,规模也逐渐增强,周围许多物质就开始围绕着这个中心进行有规律的运转,太阳“胚胎”也就形成了。
在“胚胎”孕育的过程中,一方面不断地吸引着更多的物质进入融合,另一方面温度持续升高,当达到一定温度值(-万摄氏度)以后,就会触发内核中最轻元素-氢的核聚变,向外释放大量的光和热,太阳就此登上了历史舞台。
与此同时,在太阳系的外围,也同样进行着这种对星际物质的不断碰撞和聚积的过程,只不过由于核心区的作用优势太过明显,大量的气体和星际物质都被太阳所捕获,只留给一定距离以外的星际物质,为其它星体的演化提供一些物质来源。其中,在距离太阳较近的区域,一些质量较大的元素逐渐聚合成类地行星,质量较轻的元素和气体,被太阳风吹到更远的区域聚合成气态行星。包括地球在内的类地聚合体,以及那些距离较远的气态聚合体,当聚合程度使得周围区域的星际物质含量很低时,就形成了比较稳定的公转轨道,同时能够清除那些公转轨道之内的其它小型星体,行星就此诞生。
地球在形成初期温度非常高
其实地球内部的岩浆,在地球刚诞生之时就已经出现。在46亿-42亿年前的这段时间,地球表面的温度,再现的是可以达到让岩石融化的几百度高温环境。之所以有这么高的环境,主要是在地球形成时,是依靠大量的星际物质不断碰撞、摩擦这个不断持续和反复的过程所决定的,星际物质在聚合时,其本来的相对运动势能都转化为了热能储存在地球内部。
在这段时间内,地球从形态上看,无疑是一个名副其实的“大火球”。地球的表面存在着熔融态的流动岩浆,而地球的内部温度更高,岩浆活动更为剧烈,如果从外太空来看,地球的环境会非常恶劣,表面流动的岩浆、四处不断喷涌而出的岩浆柱、高空火山闪电等,简直是“炼狱”一般。
在地球冷却过程中岩浆被封闭在了内部
随着外界可以聚合星际物质的逐渐减少,地球从外部获取的直接能量来源大大降低,而地球初期地球并没有大气层,从而成为向外太空进行热辐射的一个“热源”,大量热能被直接辐射到了宇宙外太空,致使地球整体的温度逐渐降低。在此基础上,地球从内到外的岩层物质组成发生了相对变化,其中比重较大的物质受核心影响较大,逐渐向里沉积;而比重较小的物质沉降速度较慢,留在了比较大物质的外层,从而推动地球形成不同的圈层,从内向外依次为固态金属内核、液态金属内核、外地核、地幔和地壳。
我们通常所说的岩浆,指的是蕴藏于上地幔与地壳底部、呈现岩石熔融态的物质,一般通过火山喷发的方式从地球内部释放出来,才得以被我们认知。据科学家们推测,在地球内核处的温度高达-摄氏度,在地幔与地核交界处的温度可达摄氏度,地幔与地壳交界处的温度也有摄氏度左右,在这种温度下,处于上地幔与地壳底部交界处的岩石,将会以硅酸盐为主的岩石熔化状态呈现出来,绝大多数情况下都在上地幔与地壳底部的一定交界区域内运动。
岩浆的主要运动规律
由于地下环境条件极其复杂,岩浆的运动也具有很多不确定性,但是作为以流体形态存在的物质,其本身的运动,科学家们还是可以通过岩浆动力学、流体力学、地质学、地球化学、地球物理学等多学科的综合研究,对推动其运行的形成机制和变化规律进行定性的认知,从目前来看,主要体现在以下几个方面:
岩浆组成物质的差异决定着其基本力学特征。比如,不同的岩浆组成,在相同的地质条件下,可以产生不同的粘度、密度和压缩度,进而影响其扩散途径、热传导效率和表面张力大小。来自于上地幔和地壳深处的原生岩浆与周围岩石有明确的分界线。在岩浆的发源地,并不是所有的岩石都是以熔融态形式出现的,因此,原生岩浆在随着地球运转过程中,会沿着这些岩石中间的层理或者裂隙进行相应的上升、下降或者沉积运动。原生岩浆在运动的过程中与周围岩石具有相应的温度差。这个温度差值的出现,会使部分岩浆在流动的过程中,出现内部凝结,从而停留在移动过程中,为此后加入其它流动岩浆形成再生岩浆提供物质来源,这也是岩浆动力学中进行岩浆分异、混合以及同化的重点研究课题。地质构造特点决定着岩浆最终的“主导性”流动趋势。不同岩层,其组成物质不同,物质密度不同、熔点和刚性也不同,因此,在岩浆的流动过程中,会始终在内部能量的驱动下,朝着岩石中最薄弱、抵抗压力最低的方向侵入和发展,因此,容易在地下局部区域形成能量最集中、应力最大的“地下空间”,这也成为酝酿火山喷发的源头。岩浆消失了会怎么样?
地球上的岩浆当然不会平白无故地消失,那么,如果消失了会产生什么样的后果,这个问题需要分两种情况来看待。
第一种情况,就是缓慢逐渐地消失。这种情况是一个持续渐进的过程,像火星、月球这样的星体,在形成之后的相当长一段时间之内,其内部都是拥有岩浆的,只不过随着星体温度的逐渐降低,最后内核的温度也逐渐降下来了,整个星体呈现出一个凝固的整体状态。随着内核活动的停止,地球会逐渐出现如下的严重后果:
地表温度会不断地下降。没有了岩浆的流动,地球的磁场也会变弱直至消失。没有磁场的保护,地球的大气层也会在太阳风的“吹拂”下逐步消散。没有大气层的保护,地球上的水资源也会慢慢地干涸。地球生命也必然随之全部灭绝。第二种情况,就是突然消失。如果地球内部的岩浆在短时间内全部消失,那么它所引发的后果也会在短期内全部显现。比如:
本来岩浆所填充的区域,由于岩浆消失,来自上方岩层的巨大压力,能够造成强烈的构造断裂、错位或者塌陷,全球性的大地震再所难免。随着岩浆的消失,海底以下的火山口,其向上的冲压与海水的压力平衡一下子被打破,大量海水会沿着火山口以及地质裂隙倒灌进地球内部,地球上的海洋将会很快消失。岩浆消失以后,地球内部会形成若干不稳定的“空洞”区域,来自地球表面的轻微震动,或者小行星、彗星的撞击影响,都会加剧地球岩石层的断裂和塌陷。地球磁场瞬间失去,地球大气层浓度也会逐渐降低,来自宇宙的高能粒子辐射伤害会被极大地放大。地球自转速度突然放慢,引发地表以及大气层的剧烈扰动,所有高山、建筑物、树木、生物等都将被无情撕裂和甩出地球以外。小结一下
地球的岩浆虽然多数以火山喷发的形式释放出来,对人类和整个生态系统造成严重的干扰和破坏,但是从维持地球自身运转和稳定地球内外环境的平衡方面来看,岩浆所具有的作用是极其巨大的,地球不能没有岩浆,就像人体不能没有血液一样,它是地球能够保持“活性”的生命源泉。