一、地震發(fā)生過(guò)程中,地震產(chǎn)生的震蕩波本身并不震死人,地震造成人員傷亡的主要因素是建筑物坍塌壓死人、砸傷人。
1960年5月21日 ~ 6月22日 在智利發(fā)生了20世紀(jì)震級(jí)最大的震群型地震,在南北1400公里長(zhǎng)的狹窄地帶,連續(xù)發(fā)生了數(shù)百次地震,最大震級(jí)9.5級(jí)。該特大地震在瑞尼湖區(qū)引發(fā)了大型滑坡,滑坡體填入湖盆使湖水上漲外溢,淹沒(méi)了瓦爾的維亞城,造成全城100萬(wàn)人無(wú)家可歸。 5月22日 9.5級(jí)地震之后,滑坡體填入大海,忽然海水迅速退落,露出了從來(lái)沒(méi)有見(jiàn)過(guò)天日的海底,約15 分鐘后又驟然而漲,滾滾而來(lái),浪濤高達(dá)8~ 9 米 ,最高達(dá) 25 米 。產(chǎn)生的海嘯越過(guò)太平洋,日本海岸遭到的海嘯浪高達(dá) 4 米 ,造成巨大災(zāi)害。智利特大地震死亡2 000人,經(jīng)濟(jì)損失5億美元。
加勒比島國(guó)海地當(dāng)?shù)貢r(shí)間 2010年1月12日16時(shí)53分 (北京時(shí)間13日5時(shí)53分)發(fā)生里氏7.0級(jí)地震(根據(jù)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)定,海地當(dāng)?shù)貢r(shí)間 2010年1月12日下午 發(fā)生里氏7.3級(jí)強(qiáng)烈地震),首都太子港及全國(guó)大部分地區(qū)受災(zāi)情況嚴(yán)重,截至 2010年1月26日 ,海地地震進(jìn)入第15天,世界衛(wèi)生組織確認(rèn),此次海地地震已造成22.25萬(wàn)人喪生,19.6萬(wàn)人受傷。
二、在火山噴發(fā)過(guò)程中,熾熱的巖漿流噴涌到地面,火山灰直沖云霄,可謂鋪天蓋地,但對(duì)人類造成的傷害是有限的。火山與地震是一種伴生關(guān)系,火山噴發(fā)一定會(huì)產(chǎn)生地震,但地震不一定會(huì)引起火山噴發(fā)。
(1)阿武火山地震(朱佛宏,2006)
阿武火山座落在印度尼西亞蘇拉威西島北端附近與其緊接的桑吉島上。它分別在1711年、1812年、1856年、1892年和1966年噴發(fā)過(guò)。 2004年6月2日 ,透過(guò)蒸氣、煙云和火山灰在火山口中部開始出現(xiàn)了新生的巨大隆起。 6月7日 的8小時(shí)內(nèi)測(cè)到165次深震源和18次淺震源火山地震。
(2)有珠火山噴發(fā)和地震活動(dòng)(武尾實(shí),2000)
1663年的火山噴發(fā)前3 天地震就開始頻繁發(fā)生。1769年有珠火山再次噴發(fā),并記錄到噴發(fā)前有地聲和地震。1822年火山再度噴發(fā),3 天前就開始發(fā)生地震。1853年,從噴發(fā)前10 天開始也出現(xiàn)了地震和地聲。1910年,噴發(fā)前6 天地震開始頻繁發(fā)生,火山從 6月23日 開始噴發(fā)一直持續(xù)到10月末,噴發(fā)停止后地面仍繼續(xù)隆起。11月熔巖出露地表,直到1945年9月左右形成了海拔 407 米 的昭和新山。1977年到1978年的火山噴發(fā)從山頂?shù)母r開始,噴發(fā)前32 小時(shí)在有珠火山周圍開始發(fā)生地震。8月中旬噴發(fā)了一段時(shí)間之后地震頻繁發(fā)生,原火山口內(nèi)繼續(xù)隆起,從1977年11月到第二年10月,山頂反復(fù)出現(xiàn)水蒸氣噴泉和巖漿水蒸氣噴泉,有珠新山繼續(xù)隆起,高達(dá) 180米 。 2000年3月31日 下午1時(shí)10分左右,位于北海道洞斧湖南側(cè)的有珠火山相隔23年后再次噴發(fā)。
(3)埃特納火山噴發(fā)(董泰, 1994)
2002年11月24日 ,歐洲最大的活火山——意大利埃特納火山在連續(xù)遭遇5次地震后開始噴發(fā),據(jù)報(bào)道,這幾次地震震級(jí)在里氏2.5~3.7之間。在第5次地震發(fā)生后,埃特納火山劇烈搖晃,隨后開始噴發(fā)。
(4)喀拉喀托火山噴發(fā)(張海柱)
喀拉喀托火山,高 813 米 ,亦稱臘卡塔火山,就位于巽他海峽中的喀拉喀托島。1831年,它發(fā)生大噴發(fā),并產(chǎn)生了強(qiáng)烈的地震和海嘯。
(5)圣海倫斯火山噴發(fā)(澤田可洋)
美國(guó)華盛頓州的圣海倫斯火山在1980年3月甚至9月共有5次大噴發(fā)。
在 1980年3月25日15時(shí)48分 發(fā)生4.1級(jí)地震,震中深度為 5 公里 。25日、26日群發(fā)性的地震活動(dòng)達(dá)到最高點(diǎn),尤其是25日傍晚,3級(jí)以上的地震每小時(shí)達(dá)到9次左右,4級(jí)以上的地震也多次發(fā)生。27日12時(shí)36分開始發(fā)生火山噴發(fā)。
4月上旬大于4級(jí)的地震5次/天,大于3級(jí)的地震77次/天; 5月18日 以前,大于4級(jí)的地震8次/天,大于3級(jí)的地震28次/天。5月上旬山體急速膨脹, 4月25日 以后的地形測(cè)量結(jié)果表明,山體以1.5~ 2 米 /天的速率發(fā)生形變,北側(cè)斜坡膨脹區(qū)域面積達(dá)到4平方公里,水平方向擴(kuò)展 25 米 。
5月18日 8時(shí)32分發(fā)生5級(jí)地震,同時(shí)發(fā)生火山大噴發(fā)。
6月11發(fā)生小地震,19 小時(shí)后,即 6月12日 發(fā)生第三次火山大噴發(fā)。
6月22日 在北側(cè)斜坡附近發(fā)生地震多次,17 小時(shí)后發(fā)生第四次火山大噴發(fā)。
8月7日 中午發(fā)生微小地震,16時(shí)33分發(fā)生第五次火山大噴發(fā)。
(6)智利9.5級(jí)特大地震
1960年5月22日 ,智利發(fā)生9.5級(jí)強(qiáng)震,這是有儀器記錄以來(lái)最強(qiáng)的地震。主震發(fā)生38小時(shí)后,智利中部沉寂25年的普耶韋-科登·考列火山劇烈噴發(fā)。雖然這座火山位于智利偏遠(yuǎn)地區(qū),在噴發(fā)前缺乏足夠的科學(xué)監(jiān)測(cè),但鑒于其噴發(fā)與強(qiáng)震在時(shí)間和空間上非常接近,科學(xué)家認(rèn)為噴發(fā)有可能由大地震導(dǎo)致。從 5月21日 至 6月22日 ,共發(fā)生過(guò)10次7級(jí)以上的地震,其中3次超過(guò)8級(jí)。在該次特大地震期間,6座死火山重新噴發(fā),出現(xiàn)3座新火山。
(7)夏威夷地震
1975年11月29日 ,美國(guó)夏威夷發(fā)生7.2級(jí)地震半小時(shí)之后,附近的基拉韋火山緊接著發(fā)生小規(guī)模的短暫噴發(fā)。林間說(shuō),這次地震發(fā)生方位緊鄰火山,而且科學(xué)家在地震前就已觀察到基拉韋火山處于膨脹狀態(tài)。換句話說(shuō),這座火山本來(lái)可能就已接近噴發(fā),地震充當(dāng)了觸發(fā)因素。
(8)蘇門答臘大地震
2004年12月26日 印度尼西亞蘇門答臘島附近海域發(fā)生8.7級(jí)大地震后,有129座活火山的印尼當(dāng)時(shí)并沒(méi)有發(fā)生火山噴發(fā)。一年多以后,爪哇島才發(fā)生強(qiáng)烈火山噴發(fā)。
2010年10月25日 ,印度尼西蘇門答臘島西部海域發(fā)生了7.7級(jí)地震。該地震引發(fā)了海嘯,并且中爪哇省的默拉皮火山接連發(fā)生三次火山噴發(fā)。
(9)日本3.11大地震
早在 2011年1月26日 、 2月11日 ,日本新燃岳火山兩度噴發(fā)。日本3·11大地震后僅兩天, 3月13日 ,新燃岳火山再次噴發(fā),煙塵噴向空中,高達(dá) 4000米 。 3月15日 ,富士山下發(fā)生6.2級(jí)余震。
三、“休眠超級(jí)火山”的噴發(fā)也可能在地球局部地區(qū)給人類帶來(lái)毀滅性的災(zāi)難,但也不至于是“世界末日”已經(jīng)來(lái)臨。
由于地球中放射性礦物衰變釋放出大量的熱能,形成了地球特有的巖石圈圈層結(jié)構(gòu)。
巖石圈中巖漿房火山噴發(fā)、地幔柱“熱點(diǎn)”處的火山噴發(fā)以及熾熱的巖漿從大洋中脊的中央裂谷處噴溢出來(lái),都是發(fā)生在地球的地殼表面的熱交換行為。盡管地球表面此時(shí)這里發(fā)生地震,彼時(shí)那里發(fā)生火山噴發(fā),但就地球整體而言,現(xiàn)代地球基本上已經(jīng)處于熱平衡狀態(tài)。
1、地球形成以后,地幔中局部放射性物質(zhì)大量富集,形成了“地幔柱”,地幔柱中的巖漿噴發(fā)形成了超級(jí)火山。例如:印度洋中的東經(jīng)90度海嶺,太平洋中的夏威夷火山鏈等。
2、在軟流圈和巖石圈的接觸界面,局部放射性物質(zhì)衰變釋放出大量的熱能,使得軟流圈上涌,產(chǎn)生了海底火山噴發(fā),形成了大洋中脊。
3、當(dāng)大洋板塊俯沖到大陸板塊之下,兩個(gè)板塊之間的摩擦產(chǎn)生摩擦熱,巖石圈中局部放射性物質(zhì)富集,使得巖石圈中局部地帶溫度升高導(dǎo)致物質(zhì)熔融,在深海溝附近產(chǎn)生火山噴發(fā)或火山噴溢形成了火山島弧。
綜上所述,巖石圈中的巖漿房或軟流圈中物質(zhì)的壓力太高,就會(huì)在地球表面的“熱點(diǎn)”、“熱線”(大洋中脊中央裂谷)處發(fā)生火山噴發(fā)或火山噴溢。
巖石圈中巖漿房火山噴發(fā)、大洋中脊的中央裂谷處巖漿噴溢,規(guī)模都比較小。而與地幔熔融物質(zhì)有關(guān)的超級(jí)火山的噴發(fā)則規(guī)模相當(dāng)大。
北太平洋中的夏威夷海嶺和帝王海底山,長(zhǎng)約6 000 公里 ,這些火山島是在七千萬(wàn)年以前由火山噴發(fā)形成的,通常由地幔成因的大洋玄武巖構(gòu)成。每個(gè)火山島一般由一座或幾座火山組成,這些火山從海底的第一次噴發(fā)起,隨著幾十萬(wàn)年間的無(wú)數(shù)次噴發(fā),最終升出海面形成島嶼。
夏威夷海嶺上大約有海底山210多座,帝王海底山大約有海底山60多座。
夏威夷火山鏈?zhǔn)巧系蒯V腥刍镔|(zhì)的熱點(diǎn)軌跡,太平洋板塊沿著固定熱點(diǎn)進(jìn)行緩慢的漂移(≈ 10cm /a),當(dāng)巖石圈板塊跨越于“地幔柱”上方時(shí),上地幔中熔化的巖石或巖漿通過(guò)這些熱點(diǎn)上升并最終噴溢或噴發(fā)到地殼表面,形成了夏威夷海嶺和帝王海底山。當(dāng)火山島偏離了巖漿熱源,火山熄滅。
夏威夷群島最東端的Hawaii島面積最大,約6 400 平方公里,主峰Mauna Kea高出水面4 169 米 ,其周圍水深5 486 米 ,海洋底到峰頂相對(duì)高差達(dá)9 655 米 ,比目前陸地上最高的喜馬拉雅山珠穆朗瑪峰還要高出將近 615 米 。
Hawaii島西北方向的Maui島面積約1 866 平方公里,島上最高的Haleakala主峰海拔高3 300 米 ;再往西北的O′ahu島,即檀香山所在地,面積約1 536 平方公里,主峰Kaala高約1 300多米。
熱點(diǎn)的主要表現(xiàn)為高熱流、正重力異常、高地形隆起和劇烈的火山噴發(fā)活動(dòng)。
有各種礦物組成的巖石,它們的物質(zhì)成分分布是不均勻的,它們的物理化學(xué)性質(zhì)存在差異。人們?cè)诘貧け砻娌皇前l(fā)現(xiàn)了許多放射性礦體嗎?如果在巖石圈或者地幔巖石層中的某些地方,諸如鉀、鈾、釷之類的放射性元素所占的比例比較大(相當(dāng)于存在特大型放射性礦床),這些元素所生成的熱量使這部分塑性巖石的溫度比周圍的物質(zhì)溫度高,這就有可能使得這部分巖石圈或者地幔巖石局部開始熔化進(jìn)而生成“巖漿房”、“巖漿囊”或“地幔柱”。
一方面,因存在“地幔柱”而發(fā)生的火山噴發(fā),則由于地幔自西向東的旋轉(zhuǎn)速度比地殼自西向東的旋轉(zhuǎn)速度要快,即相對(duì)于地幔而言(作為參考點(diǎn)),地殼自東向西漂移。
另一方面,當(dāng)?shù)蒯V械膲毫ψ銐虼髸r(shí),它才能從深部噴發(fā)形成火山或者從深部噴溢形成海底火山。由于從固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)需要吸收大量的能量,因此,在兩次火山大噴發(fā)或者大噴溢之間的時(shí)間間隔相當(dāng)長(zhǎng)。
熾熱的地幔物質(zhì)把上覆的巖石圈抬起,在地表形成巨大的穹隆,在沖破巖石圈的地方構(gòu)成了“熱點(diǎn)”。從人造衛(wèi)星上所得到的數(shù)據(jù),對(duì)所有已知的火山記錄進(jìn)行了檢查后,已經(jīng)確定全球的地幔柱超過(guò)30個(gè),例如冰島、夏威夷、亞速爾、黃石公園和東非的阿法爾區(qū)等地。
丹麥的火山噴發(fā)屬于“地幔柱”類型的火山噴發(fā),不過(guò)它恰處在大西洋中脊的位置,因此已成為發(fā)生在大陸上的火山噴發(fā)。冰島的地幔柱埋深在 20公里 左右,地幔柱的寬度達(dá)到 100公里 ,向下延伸至少達(dá)到 600公里 深度,呈羽毛狀熔巖。1963年海底火山噴發(fā),一個(gè)新的島嶼產(chǎn)生了
位于北大西洋東中部,為葡萄牙共和國(guó)領(lǐng)土的亞速爾群島為火山島,由玄武熔巖組成,地勢(shì)崎嶇,最高點(diǎn)位于皮科島上,海拔 2351米 。各島地勢(shì)崎嶇,多火山錐、火口湖、熱泉。海岸陡峭,經(jīng)常發(fā)生火山噴發(fā)與地震。1957年境內(nèi)海底火山也曾強(qiáng)烈爆發(fā)。
埃塞俄比亞?wèn)|北部的阿爾法地區(qū)兩座火山2005年9月發(fā)生了連續(xù)噴發(fā)并引發(fā)數(shù)百次地震后,非洲大陸在那里出現(xiàn)一條裂縫。最初只有不到 1公里 的裂縫不斷擴(kuò)大,迄今全長(zhǎng) 60公里 ,最寬處已達(dá) 8米 。阿爾法火山噴發(fā)時(shí)釋放出含硫磺的刺鼻氣體,人們稱之為“永久的熔巖湖”。在該熔巖湖中,翻滾的巖漿和冶金爐中的熱液差不離。該處的地殼不斷毀滅,又不斷重生。
在夏威夷火山群中,莫納羅亞火山和基拉韋厄火山是活火山。在過(guò)去的200年間,莫納羅亞火山約噴發(fā)過(guò)35次。至今山頂上還留有好幾個(gè)鍋狀火山口和寬達(dá)2 700米 的大型破火山口。莫納羅亞火山曾于1959年11月爆發(fā)。當(dāng)時(shí)沸騰的熔巖冒著氣泡從一個(gè)長(zhǎng)達(dá) 1公里 半的缺口處噴射出來(lái),持續(xù)時(shí)間達(dá)一個(gè)月之久。1984年3月莫納羅亞火山又一次爆發(fā)。
從地質(zhì)學(xué)的角度看,夏威夷的火山噴發(fā),是寧?kù)o地噴出高度流動(dòng)性的玄武熔巖,而不是爆炸式的火山發(fā)作。這里在長(zhǎng)達(dá)150多年的歲月中,只有一個(gè)人死于火山爆發(fā)。所以夏威夷火山群不僅不是死亡的墳場(chǎng),而且還被美國(guó)設(shè)立了國(guó)家公園,成為人們游覽的勝地。
美國(guó)黃石國(guó)家公園存在目前全球唯一活躍的超級(jí)火山。該活火山與夏威夷火山相同原理,乃是地幔里的一個(gè)熱點(diǎn)。黃石熱點(diǎn)產(chǎn)生于俄勒岡州的東北角,經(jīng)愛(ài)德荷州到今天懷俄明州西北角的位置,將來(lái)還要往蒙大拿州和北達(dá)科他州進(jìn)發(fā)。熱點(diǎn)經(jīng)過(guò)的地方,形成一系列的死火山,這些火山過(guò)去噴發(fā)出來(lái)的熔巖,形成了今天的蛇河高原。
在地質(zhì)年代里,黃石地區(qū)曾大規(guī)模噴發(fā)過(guò)三次。大約分別在220萬(wàn)年前、130萬(wàn)年前以及64萬(wàn)年前。64萬(wàn)年前的火山噴發(fā)所噴出的火山熔巖達(dá)到1000立方公里,形成現(xiàn)在 70公里 長(zhǎng), 50公里 寬的破火山口。
在上述三次火山噴發(fā)中,220萬(wàn)年前的噴發(fā)規(guī)模最大,噴射出2450立方公里的火山熔巖。該次噴發(fā)在世界火山噴發(fā)史中居于第三位,僅次于 2 800萬(wàn)年前美國(guó)科羅拉多的拉·加里塔火山噴發(fā),以及74 000年前印度尼西亞的托巴火山噴發(fā),這兩次火山噴發(fā)分別噴射出5000立方公里與2800立方公里的火山熔巖。130萬(wàn)年前的噴發(fā)規(guī)模稍小,但噴發(fā)熔巖依然達(dá)到280立方公里。
據(jù)《每日郵報(bào)》稱,懷俄明州黃石國(guó)家公園地下的超級(jí)火山自2004年以來(lái)以創(chuàng)紀(jì)錄的速度上升,過(guò)去1年,火山口所處地表以每年 3英寸 (約 7.62厘米 )的速度向上隆起,創(chuàng)下1923年有歷史紀(jì)錄以來(lái)的最高速度。
猶他大學(xué)地球物理學(xué)教授鮑勃·史密斯提供的地質(zhì)測(cè)量結(jié)果顯示,從2004年開始,地震頻發(fā),黃石公園破火山口每年以 7厘米 的速度迅速上升,此后,從2006年開始隆起速度有所減緩,到2009年,東北部與西南部隆起速度分別降至每年 2厘米 與 0.5厘米 。
在此,我們提出一些問(wèn)題供讀者思考:
1、根據(jù)世界地形圖,美國(guó)和中國(guó)、印度的地理緯度基本相當(dāng)。但是為什么美國(guó)的人口僅為3.1億,而中國(guó)的人口達(dá)到13億之多?印度國(guó)土面積不到美國(guó)國(guó)土面積的1/3,但是印度人口卻超過(guò)美國(guó)人口的三倍?
2、為什么加拿大國(guó)土面積世界排列第二,而人口僅僅3 500萬(wàn),深受地震災(zāi)害的印度尼西亞人口達(dá)到2.3億,日本人口接近1.3億?
3、為什么加拿大、美國(guó)在相當(dāng)長(zhǎng)的歷史時(shí)期內(nèi)成為歐洲英國(guó)、法國(guó)、西班牙、荷蘭等許多國(guó)家的殖民地?
4、美國(guó)黃石公園地區(qū)原本是印第安人的圣地。瑪雅文明是怎么消失的?為什么北美洲僅剩有幾十萬(wàn)印第安人?
上述冰島、夏威夷、亞速爾、阿法爾等地超級(jí)火山在現(xiàn)代正在噴發(fā),說(shuō)明只有當(dāng)巖漿庫(kù)難以支撐熔巖壓力時(shí),巖漿才會(huì)噴出地表釋壓。事實(shí)上,在人們通常所說(shuō)的黃石公園地區(qū)三次大規(guī)模火山噴發(fā)期間,在人類歷史上,黃石公園火山也許經(jīng)歷了多次小規(guī)模的噴發(fā)(沒(méi)有文字記錄的火山噴發(fā))。這或許是北美洲人口下降的主要原因。
目前,黃石火山熔巖距地表有 10公里 。黃石公園地區(qū)存在地幔柱,已經(jīng)具備火山噴發(fā)需要足量的噴發(fā)熔巖。黃石公園火山已經(jīng)休眠了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間,如果它一旦蘇醒,由于熱點(diǎn)上方的圍巖已經(jīng)更新(原火山口的巖石比較破碎),新圍巖強(qiáng)度比較高,那么,黃石火山再度大規(guī)模噴發(fā),北美許多地區(qū)將會(huì)受到影響,北美千萬(wàn)人將流離失所。
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