【科普】海底火山爆发形成海岛 到底是何原理？

【科普】海底火山爆发形成海岛 到底是何原理？

1963年11月14日，
爱尔兰以南33千米处
突然升起浓浓的烟柱，
最高达1000余米，
两天后形成一个新的小岛——
苏特西岛。
1963年11月，冰岛的苏特西岛海底火山开始喷发，这次喷发始于海面以下130米处的海底。随着火山不断喷发，形成了一个全新的岛屿，就是苏特西岛。
现在，苏特西岛这个典型的火山岛是地质学家、植物学家和海洋生物学家从事科学研究的理想地点，已被联合国教科文组织宣布为世界自然遗产。

左图是1963年11月，海底火山喷发的情景，右图则是今天的苏特西岛。
海底火山喷发是如何形成海岛的呢？
最初，海底火山隐没于水下，一般面积不大，坡度较陡。经过不断喷发，火山喷发出的熔岩逐渐向上堆积，形成了水下的山丘、石柱。经过几千年甚至几十万年，喷发物越积越多，越堆越高，隐藏于水下的海山终于露出海面，形成了岛屿，这就是火山岛。
当然，并不是所有的火山爆发都会形成海岛，火山岛一经形成也不是一成不变的。当熔岩喷出海面形成火山岛以后，有时巨大的海浪会很快将新形成的火山岛冲散，使之再次沉没于海面之下，成为短命的火山岛。
环太平洋区域
是海底火山喷发的最好观测范围
其实，海底火山爆发十分频繁，海洋学家发现，世界上80%的火山爆发都发生在幽深的海底。
像闻名遐迩的环太平洋火山地震带，地球上绝大多数的地震和火山喷发都发生在其中。
虽然海底频繁发生火山爆发，由于其隐藏在海底深处，能亲眼目睹海底火山爆发奇观的人很少。科学家利用深潜器进入火山喷发现场，看到无比壮观的海底火山喷发的景象：从火山口喷涌而出鲜红色的滚烫岩浆，并释放出像烟一样的硫酸云。炙热的岩浆与冰冷的海水接触后立刻冷却，瞬间形成枕头状的石头沉入海底，被称为“枕状熔岩”。

太平洋海底火山爆发
火山爆发的强度受海底水压的抑制，炽热的岩浆难以从地球内部喷薄而出。但处于大洋边缘的火山爆炸性极强，可以从海底喷发出来，如环太平洋区域火环上的火山。海面上出现的众多的火山岛，就是喷发出来的岩浆形成的。
所以，要想看到海底火山爆发，最好的观测范围应该是在环太平洋区域内。

在2015年3月，太平洋上就由于火山喷发，产生了一个新的小岛。火山喷发的火山灰固化后逐渐堆积，慢慢形成了岛屿。

岛屿发现者
这座新岛屿在太平洋岛国汤加附近的洋面上，发现这个岛屿的人说，科学家估算这座岛长约是1.8公里，宽约1.5公里。
当地火山喷发的场景
由于当地的海底火山活动频繁。但在短短几个月之内，火山灰喷出并堆积成岛的现象并不常见。
火山灰堆积形成的新小岛
全球十大海底火山
据估计，全世界海底目前约有5000座活火山，高度、大小各不相同。由于大地震动和冒烟等火山喷发的常见迹象难以发现，海底火山常常被人们所忽略。
那么，除了前文提到的苏特西岛海底火山外，全球还有哪些著名的海底火山？他们的喷发又形成了怎样壮观的美景呢？
夏威夷摩罗基尼坑火山口
今天，位于夏威夷毛伊郡的摩罗基尼坑火山口(Molokini Crater)是一个新月形的“岛屿”，深受潜水爱好者和海鸟的喜欢。也许你并不知道，它过去曾是一个圆圆的火山口。我们可以想象一下这座海底火山的活动处于巅峰的情景，它通过不断喷发形成了许多新的岛屿。
美国加州莫洛岩石
莫洛岩石(Morro Rock)属于一组形成于距今2000万年前、称为“九姐妹”的火山栓。海底火山的喷发造就了莫洛岩石，喷涌而出的熔岩一旦接触到海水，便会形成固体外 壳，紧紧堵住火山口，就像葡萄酒瓶口的软木塞。由于此时火山并没有刚喷发时那么活跃，不可能产生像刚刚打开香槟酒时的那般景象。莫洛岩石在16世纪被葡萄牙探险者称为“El Morro”(葡萄牙语鹅卵石的意思)，那时，火山口依旧清晰可见。今天，火山喷发不断改变莫洛岩石的外形。
冰岛埃尔德菲尔火山
冰岛是一个海底火山喷发并不常见的国家。作为维斯曼纳亚群岛(Vestmannaejyar archipelago)上最大的一个岛屿，黑迈伊岛(Heimaey)1973年曾见证了其历史上最为壮观的火山喷发，埃尔德菲尔(Eldfell，有 “火焰山”之称)火山喷发的熔岩险些阻塞黑迈伊港口。位于黑迈伊岛东北角的这座火山看上去就像冰山的一角，让他们不禁想知道是否还有更多淹没于海中。
日本琉璜岛附近海底火山
这是日本琉璜岛附近太平洋海底火山在2005年7月喷发的照片。驻扎在琉璜岛的日军士兵在发现1公里的烟柱后立即向当局发出告警。
海底火山喷发和无数个烟柱喷涌
新西兰兄弟火山
新西兰兄弟火山三维图
兄弟火山(Brothers volcano)是活跃的克尔玛德克岛弧(Kermadec Arc)的一部分，位于海平面以下1850米处。克尔玛德克岛弧处于新西兰东北400公里处。令人惊讶的是这座海底火山直径3公里的火山口，火山口是由一次火山喷发造成的，两侧高300米至500米，形成于距今3.7万至5.1万年前。
海利火山
海利火山(Healy Volcano)是克尔玛德克岛弧上的另外一个大型海底火山。
日本NW-罗塔1火山
日本NW-罗塔1火山喷发
NW-罗塔1(NW-Rota 1)火山喷发或许是历史上人类捕捉到的最为壮观的海底火山喷发画面。NW-罗塔1位于日本南部海底，于2006年4月喷发，当时，伍兹霍尔海洋生物研究所(WHOI)的水下机器人在例行检查中通过摄像机捕捉到火山喷发画面。而在这之前，科学家从没有如此近距离地观测到海底火山喷发，更何况是拍摄到视听录像了。
伍兹霍尔海洋生物研究所负责科学探索的科学家威尔·塞勒斯(Will Sellers)在回忆起这段经历时说：“当时有几个瞬间可怕极了。大量气体从火山口喷涌而出。你可以想象一下，海面会是怎样的一番情景，即便是它没有承受来自上面的成吨海水的压力。火山喷发的规模庞大。你根本无法在靠近火山口附近的地方站住，遇到这种情况，人们的一般反应是，'你相信我们可能会在这儿吗？’”
加勒比海基克姆詹尼海底火山
基克姆詹尼(Kick 'em Jenny)是加勒比海海底一处活火山的名称，位于格林纳达以北8公里处。从1939年人类首次记录基克姆詹尼火山喷发，到2001年最后一次喷发，在这40多年间，基克姆詹尼火山喷发了12次。今天，当局在基克姆詹尼火山周围5公里设立了一个安全区，阻止喜欢冒险的潜水爱好者靠近。
南极洲布兰斯菲尔德海峡海底火山
谁会想到如此平静的表面下竟然潜藏着一座海底火山
即便是冰天雪地的南极洲，也挡不住火山的喷发。这是布兰斯菲尔德海峡(Bransfield Strait)的照片，布鲁诺海湾和利文斯顿岛占据着最显眼的位置，背景是南极半岛。