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富埃戈火山与阿蒂特兰湖的科学意义

已有 1299 次阅读 2018-6-6 16:40 |系统分类:观点评述

富埃戈火山与阿蒂特兰湖的科学意义

岳中琦

危地馬拉富埃戈(Fuego)火山在今年(2018年)6月3日突然发生大喷发。海量浓厚火山气体带着火山灰从富埃戈火山口喷出到6000米高空。它在喷发时发出了巨大的爆炸声。

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部分浓厚火山气体带着火山灰沿坡度为30度火山锥型山坡快速滚滚流下,到达了El Rodeo镇。火山气体、灰和碎石流的温度达到摄氏1000度,流速达到每小时700公里。它造成了75人死亡,192人失踪,46人受伤,3271人搬移,2625人入住临时房,大于170万人受影响。 

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富埃戈火山在过去长期处于间歇喷发状态。根据相关记载,它分别在1581, 1586, 1623, 1705, 1710,1717,1732, 1737, 1880, 2004, 2007, 2012, 和2015年有过小型喷发。它在 1974年10月的大型喷发可见下图。 

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另外,如下图所示,在富埃戈火山附近还有一些列沿北西西方向分布的活火山。附近的帕卡亚火山(Pacaya)海拔2252米,最早喷发于2.3万年前。自16世纪以来至少已喷发过23次。在休眠100年后,它在1965年又开始持续活动。在2010527日,它大型爆发,火山灰喷到1500高空。

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特别是,在这些活火山中,有一个内陆湖。它就是著名的阿蒂特兰湖(Lago de Atitlán)。它是危地馬拉高地上的一个大内流湖。它被认为是中美洲最深的湖泊。湖的边缘由断崖环绕,南侧坐落着三座火山。现在阿蒂特兰湖所在地原来是一座巨大火山。在8万4千年前,该火山爆发后,留下的破火山口,在积水形成了现在的阿蒂特兰湖。1976年2月4日,危地马拉发生7.5级大地震。地震导致湖床断裂和湖水流失,这使的湖面在一个月内下降了2米。它湖底水深最深估计有340米,平均220米。湖面积130平方公里,湖水体积大约28立方公里。

根据以上资料,我可以做以下分析和推论,来阐明它们的科学意义

第一,海量气体(夹带火山灰)富埃戈火山中喷出,喷出高度达6000米。这证明了,这座火山内部有巨大空洞,储存了海量气体物质,并且是高压气体。同时,大量火山灰从这座火山内部被带出,沉积到锥形火山外表,增加了火山外表厚度。

第二,在1581年有历史记录以来,富埃戈火山喷发了多次。特别地,它在1974年10月的喷发有大量高压气体喷出。这个事实证明了,这座火山空内部储存的高压气体是随着时间有其它新气体充填、补充。这些新来气体压强一定要高于原来硐室内部气体。这些高压甲烷气体物质在从地下深部运移到这个火山硐室(火山囊)时的主要表现是制造了地震。 

第三,火山气体喷发是高温的,且有燃烧和熔岩。因此,新来气体必定具有燃烧与同围岩和硐室内部气体等物质进行化学反应能力。这种新来气体物质最有可能是甲烷气体物质。Volcán de Fuego是西班牙语指Volcano of Fire(燃烧的山)or 玛雅语Chi'gag指here the fire is(这里燃烧)。

第四,附近的阿蒂特兰湖是由原来的一座巨大阿蒂特兰火山喷发垮塌形成的。现在湖的平均水深220米,面积有130平方公里,体积有28立方公里。如果原来火山山体是坡度30度的圆锥形山体,那么,山体体积可能有91立方公里。它再加上湖水体积等于120立方公里。那么,一个问题是,这120立方公里的火山岩石物质到哪里去了呢?难道都成为粉尘被喷发到远处沉积了吗?我认为这是不可能的。在8万4千年前的那次巨大喷发,有一部分火山岩石被破碎成粉尘吹到远处沉积,大部分火山岩石却跨塌下沉到了原来锥形火山山体内部的巨大的硐室中了。它们填埋了硐室,也形成了现在这个阿蒂特兰火山湖。在这个火山湖的下部,还是有新来高压甲烷气体的不断充填,还是在进行化学反应,形成水和二氧化碳气体。 

第五,现在,富埃戈火山和相连的阿卡特南戈(Acatenango)火山形成的整座火山山体的体积大约有70立方公里。因此,根据上述高压气体在山顶火山口喷发时候不断从内部带出地下深部岩石的推论,可以再推断,这座火山下部的硐室(火山囊)的体积应该远远大于70立方公里。因此,我可以预测,随着时间和火山的不断喷发,火山下部硐室将越来越大,锥形火山高度和体积也越来越大。将来,会有一次巨大的喷发,上部火山锥形岩石物质也会跨塌沉到硐室内部,再在地表形成一个如同阿蒂特兰火山湖一样的富埃戈火山湖。

第六,在太平洋东岸的这条山脉中,有一系列如同富埃戈火山的活火山,它们均需要从地下深部充填大量的高压甲烷气体,在它们的下部岩石室内进行化学反应,不断喷发,带出深部围岩,形成锥形高山。千百万年到数亿年以来,它们一直在这样进行。这就形成了这一列的活火山和火山湖。

2018年6月6日16:19写成于港大602办公室


附件

201062日,危地马拉市Guatemala City区出现的一个约20米宽、数十米深的灾难性沉洞,它吞噬了一幢三层楼高的工厂,造成15人死亡。

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