我們?cè)跒?zāi)難題材的影視作品中常常會(huì)看到這樣的場(chǎng)景：海底的火山劇烈噴發(fā)，翻攪出可怕的渦流和巨浪……
面對(duì)這個(gè)畫(huà)面，很多人的腦海中都曾閃過(guò)這樣的一個(gè)問(wèn)題：
為什么海底的火山不會(huì)被海水澆滅呢？
01火山≠?lài)娀鸬纳?
在理解這個(gè)問(wèn)題之前，需要先糾正部分人的錯(cuò)誤印象。
很多人在想起火山時(shí)，第一反應(yīng)可能是一座高聳的錐形山，正在噴出粗大的煙柱——看上去就好像是一座正在噴火的山。
而在火山噴發(fā)之后，大面積飄落的大量白色火山灰，也與我們常見(jiàn)的煙灰極為類(lèi)似，都是細(xì)顆粒的灰塵，都是灰白色。
所以很多人下意識(shí)認(rèn)為火山＝噴火的山。
但如果我們拉近視角，近距離觀(guān)察火山就會(huì)發(fā)現(xiàn)完全不是這樣的。
因?yàn)榛鹕絿姲l(fā)出來(lái)的熔巖實(shí)際上是一種高溫流體，在本質(zhì)上與水并無(wú)差別，反而與火是截然不同的物質(zhì)。
許多熔巖的近距離照片都可以明顯看出它們很多時(shí)候與液體無(wú)異。
我們從小學(xué)習(xí)物理的時(shí)候就知道物質(zhì)存在三種相態(tài)的變化：氣體、液體、固體。與相態(tài)變化相關(guān)的則是熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。
以水為例，水的熔點(diǎn)是0℃，沸點(diǎn)是100℃，當(dāng)溫度低于0℃時(shí)，我們見(jiàn)到的固態(tài)水——冰；
當(dāng)溫度處于0℃—100℃之間時(shí)，我們見(jiàn)到的是液態(tài)水；
而當(dāng)溫度高于100℃時(shí)，我們見(jiàn)到的則是氣態(tài)水——水蒸氣。
基本上所有物質(zhì)都是這樣，有熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，并會(huì)隨著溫度而改變相態(tài)。
巖漿則是熔融的巖石——由于巖石成分非常復(fù)雜，其內(nèi)部不同成分的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)均不一致，所以其實(shí)大部分巖漿是固液氣混合物。
而與之相比，火焰則是可燃物在燃燒過(guò)程中釋放光和熱以及各種化學(xué)產(chǎn)物的過(guò)程。
在火焰中，主要物質(zhì)成分是二氧化碳、水蒸氣、氧氣、氮?dú)獾葰怏w。
理解了火山噴出的是巖漿，而巖漿是高溫熔融體而不是火這一點(diǎn)之后，我們應(yīng)該就能理解：當(dāng)海底火山噴發(fā)的時(shí)候，巖漿進(jìn)入海水中其實(shí)就好像在冷水槽中通入熱水一樣，而不是從海底噴出的大火。
冷水會(huì)讓熱水降溫，但卻無(wú)法像撲滅火焰一樣，讓熱水消失，除非我們手動(dòng)關(guān)閉熱水水龍頭。
02海底火山從哪里來(lái)？
所以問(wèn)題到了這里就變成，既然海底火山如同一個(gè)不斷噴出熱水的水龍頭，而海水又會(huì)讓巖漿降溫變成巖石。
那么巨量的海水無(wú)疑能讓噴出來(lái)的巖漿都凝固，從而堵塞火山口，讓海底火山再也無(wú)法噴發(fā)吧？
答案是不能。
因?yàn)榛鹕綄?shí)際上是行星級(jí)別的熱量和物質(zhì)循環(huán)的產(chǎn)物，地球不死，火山就不會(huì)停止活動(dòng)。
整個(gè)地球其實(shí)是遵循著基本的物理和化學(xué)規(guī)律在運(yùn)轉(zhuǎn)的，這些規(guī)律并不深?yuàn)W。
比如火山的形成和活動(dòng)，就可以用熱力學(xué)第二定律來(lái)解釋——聽(tīng)起來(lái)很專(zhuān)業(yè)，但它的其中一種表述（克勞修斯表述）卻很貼近我們的生活：熱量總是自發(fā)地從高溫?zé)嵩戳飨虻蜏責(zé)嵩?，而不是相反?
如果追溯地球46億年的演化歷史就會(huì)發(fā)現(xiàn)這一規(guī)律的作用：
大約46億年前，地球在無(wú)數(shù)星子的碰撞中逐漸誕生，碰撞的能量轉(zhuǎn)換為熱量。
因此，當(dāng)時(shí)的地球是一個(gè)巨大的巖漿球（整個(gè)或大部分地表都是巖漿），其表面溫度高達(dá)數(shù)千攝氏度。
無(wú)數(shù)小行星的撞擊下地球就是一個(gè)紅彤彤的巖漿球，圖片中的環(huán)狀就是撞擊產(chǎn)生的。
隨后，由于巖漿是可流動(dòng)的，因此重的物質(zhì)下沉，輕的物質(zhì)上?。矗@里又是一條物理規(guī)則）。
重的物質(zhì)下沉?xí)r，重力勢(shì)能會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能；同時(shí)，原本分散在星子中的放射性元素也因此而聚集在一起，不斷進(jìn)行衰變，同時(shí)釋放出能量。
這些能量讓地球內(nèi)部的巖漿一直處于加熱狀態(tài)。
但與此同時(shí)，由于宇宙背景溫度很低，平均為-270℃，所以地球以熱輻射的方式不斷向外傳遞熱量（熱量傳遞三種方式：
熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射，但宇宙中為真空，沒(méi)有介質(zhì)，所以地球只能以熱輻射形式向外傳遞熱量）。
既然傳遞了熱量，那么地球肯定要降溫——地表最先降溫，于是這里的巖漿就會(huì)先冷卻下來(lái)形成巖石，這就是最初的地殼了。
到了現(xiàn)在，地球已經(jīng)演化出地殼、地幔、地核三層結(jié)構(gòu)，其溫度也是從地殼到地核越來(lái)越高。
同時(shí)，因?yàn)橹氐奈镔|(zhì)不斷下沉，導(dǎo)致其密度也是越來(lái)越高的——地殼平均密度2.8g/cm3，地幔平均密度4.59 g/cm3，地核平均密度11 g/cm3。
所以我們也可以認(rèn)為地殼就是“漂浮”在地幔之上的——就跟木板漂在水上一樣。
到了這時(shí)候，我們就可以把地球想象成一個(gè)火鍋——
地核是火爐，能量來(lái)源于重力勢(shì)能以及放射熱能；
地幔是火鍋湯底，因?yàn)榛馉t的炙烤不斷升溫；
地殼則是漂浮在最上層的白菜幫子。
在地核加熱下，地幔不斷產(chǎn)生熱對(duì)流——熱的地幔從地核處往上運(yùn)動(dòng)，冷的地幔物質(zhì)從地殼之下往下層鉆。
而地殼部分相對(duì)于地幔和地核非常薄，地殼平均厚度只有17千米（大陸地殼33千米，海洋地殼10千米），就算加上上地幔頂部部分固態(tài)巖石后組成的巖石圈，其厚度也只有100千米左右。
與之相比，地幔厚度則高達(dá)2850千米，因此，在地幔運(yùn)動(dòng)的帶動(dòng)下，這些薄薄的固態(tài)巖層必然會(huì)被撕裂開(kāi)來(lái)，并隨著地幔而運(yùn)動(dòng)——
就好像火鍋上的白菜幫子會(huì)因?yàn)榛疱仠椎姆v而運(yùn)動(dòng)不休一樣。
被撕裂的地殼的各個(gè)部分就變成了板塊，而隨著地殼的運(yùn)動(dòng)，板塊之間也會(huì)運(yùn)動(dòng)起來(lái)，有些板塊之間相互碰撞，有些板塊之間相互分離。
從常識(shí)就能知道，這些相互分離的板塊邊界處又薄又脆弱，其下的地幔物質(zhì)也很容易突破巖層的封鎖，噴出地表——
這樣就會(huì)沿著板塊邊界形成一長(zhǎng)溜火山帶。
而隨著板塊之間分開(kāi)的越來(lái)越遠(yuǎn)，板塊邊界處火山噴發(fā)后的巖漿冷卻，就形成了薄薄的地層，也就是洋殼。
由于這里相對(duì)于板塊內(nèi)部地層薄很多，因此自然就是低洼地帶，所以就會(huì)積水形成海洋。
事實(shí)上海洋也就是這么形成的，而海洋的形成也與板塊運(yùn)動(dòng)息息相關(guān)。
我們?cè)谀壳暗牡厍蛏暇湍苷业礁鱾€(gè)生長(zhǎng)階段的海洋：
裂谷-小洋盆-成熟的洋盆-消亡階段的洋盆-死亡即將閉合的洋盆-完全閉合的洋盆。這在地質(zhì)學(xué)中被稱(chēng)為威爾遜循環(huán)。
所以，海底火山實(shí)際上就是板塊運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，其中絕大部分海底火山都位于板塊分離的邊界。
從二戰(zhàn)以后，隨著人類(lèi)對(duì)海洋探索的深入，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了漫長(zhǎng)的海底火山帶，它們大多位于海洋中間的位置，被稱(chēng)為洋中脊。
它們是世界上最長(zhǎng)的山脈，總長(zhǎng)度約有8萬(wàn)千米。
當(dāng)然，還有另外一些海底火山。它們的形成與地幔熱柱的活動(dòng)有關(guān)系。
在地幔處并不是處處均勻受熱的，其中部分地幔物質(zhì)要比其他地方熱很多，熱了就會(huì)向上跑，于是它們就會(huì)形成直達(dá)地殼之下的地幔熱柱。
地幔熱柱頂端可能還會(huì)分出不少分支小熱柱來(lái)，它們的活動(dòng)也會(huì)頂破薄薄的洋殼的束縛，成為不斷噴涌的海底火山。夏威夷島鏈的形成就與此有關(guān)。
但無(wú)論是板塊邊緣，還是地幔熱柱，火山的形成都是地球內(nèi)部熱量循環(huán)的結(jié)果，僅靠地表這薄薄的一層海水是無(wú)法讓地球內(nèi)部停止活動(dòng)的。
所以說(shuō)，大家就不必為海底的火山而擔(dān)心啦！
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