2023年1月15日
南太平洋岛国汤加
一场毫无征兆的火山喷发
震惊了世界
这是全球近三十年来
威力最大的火山喷发
(汤加火山喷发的卫星影像,长白山未来可能会发生不亚于此的大爆发,图源@NASA)
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震撼之余
人们也开始思考
我们身边是否还有类似的危险分子
答案是肯定的
公元946年秋
中国东北大地之上
一声巨响声震寰宇
一个烟柱直冲苍天
沉睡已久的超级火山突然觉醒
长白山
爆发了
(远眺如今的长白山,摄影师@朴龙国)
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这是长白山有史料记载以来
最猛烈的火山喷发
也是中国近万年来规模最大的火山喷发
及全球两千年来规模最大的火山喷发之一
巨大的力量
让山顶变得支离破碎
(请横屏观看,长白山航拍图,图片来源@视觉中国)
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火山灰漂洋过海
数日之后
如雪花般散落在日本
人们在惊异之余
也将此怪象载入史册
(下文出自日本史料《兴福寺年代记》,因风向、政权分立等原因,中国史料未见文字记载)
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“十月七日夜,白灰散如雪”
(请横屏观看,长白山946年喷发火山灰影响范围示意,这次喷发也被学界称作“千年大喷发”,制图@陈志浩/星球研究所)
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但是
这样的喷发在长白山的历史上
并不鲜见
长白山究竟是怎样一座火山?
危险的火山喷发
又对我们意味着什么?
让我们首先聚焦地下深处
寻找答案
01 火山之王6500万年以来
太平洋板块俯冲至亚欧大陆之下
并在地下约600公里处停滞
释放出大量水分
水分降低周围岩石的熔点
促使岩石熔融
产生大量岩浆
(请横屏观看,板块俯冲作用及长白山岩浆起源示意,制图@王申雯/星球研究所)
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随后
高温的岩浆开始上浮
聚集在地下不同的深度
形成一个个囊状空间
是为岩浆房
(岩浆运动和岩浆房形成示意图,制图@杨宁/星球研究所)
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在最近的几千万年里
这个庞大的岩浆系统十分活跃
在中国东北到处喷发
引发此起彼伏的火山活动
约500万年前
新一轮岩浆喷发
出现在今日的吉林省东南部
长白山的成长
自此开始
(长白山及东北新生代火山区分布示意,新生代是6600万年前至今的地质年代,制图@陈志浩/星球研究所)
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在随后的成长历程中
由于岩浆的特性不断变化
长白山的面貌
也发生了极大的改变
在长白山诞生之初
岩浆直接源自地幔深处
温度高、粘度低、流动性好
喷出地表后四处溢流
甚至能像河流一样蜿蜒
(2023年冰岛格尔丁戈火山喷发时的熔岩喷泉和熔岩流,是典型的低粘度岩浆喷发的场景,仅作参考,图片来源@视觉中国)
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经过长期喷发后
熔岩在广大的面积里流淌、堆叠
一个大致以长白山为中心
半径约60千米
面积约12000平方千米的
熔岩台地就此形成
(长白山地区熔岩台地范围示意;图中为当下而非刚形成时的地形,仅作范围示意,制图@陈志浩/星球研究所)
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它是长白山的雏形
时至今日
其上早已绿树成荫
但是我们仍可以
在少数深邃的河谷里
窥见古代熔岩台地的独特风景
(望天鹅十五道沟的玄武岩柱状节理,是古代熔岩台地上形成的地质构造,摄影师@崔瀚予)
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随着时间流逝
微妙的改变
在地下深处出现了
岩浆房周围的岩石
逐渐被高温岩浆熔化
导致一些新的化学成分加入岩浆
而伴随着岩浆缓缓冷却
一部分高熔点矿物也率先结晶析出
沉淀到岩浆房底部
这些变化
最终导致岩浆变得
粘稠
(岩浆房中岩浆演变示意,实际情况中这些过程往往同步发生,并无明确的先后顺序,制图@王申雯/星球研究所)
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粘稠的岩浆
在早已成型的熔岩台地上
以更剧烈的方式喷出
产生大量的火山灰、火山弹等
火山碎屑物
(2023年2月意大利西西里岛埃特纳火山的斯通波利安式喷发,仅作参考,落在火山口周围的物质统称为火山碎屑,图源@视觉中国)
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熔岩和火山碎屑
堆积在喷口附近
逐渐形成锥状的山体
分别在距今约300万年和200万年前
先后开始形成长白山火山的两位邻居
望天鹅火山和炮台山火山
(长白山火山群主火山分布,望天鹅火山位于中国境内,炮台山火山位于朝鲜境内,长白山则为两国共有,制图@陈志浩/星球研究所)
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随后
约100万年前
主喷口继续转移
长白山的锥体
开始真正浮现在历史的长河里
(长白山火山锥形成示意,制图@王申雯/星球研究所)
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约5万年前
长白山的高大火山锥大体形成
此时的它
应是更似富士山的锥形火山
其山顶海拔超过3000米
相对高度至少2500米
放至今日足以傲视中国所有火山
及众多传统名山
(日本富士山具有典型的锥状外形,图片来源@视觉中国)
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但这番景象维持得并不长久
约五百万年的时光过去
长白山地下的岩浆已变得
极度粘稠
粘稠的岩浆不断上涌
往往还未来得及喷发
顶部便已率先冷却
就像一个瓶塞堵住了火山口下方的通道
于是
岩浆中的气体无处散溢
积聚在地下
把长白山变成
“超级高压锅”
终于有一天
“高压锅”的压力突破极限
超级喷发开始了
(2015年智利卡尔布科火山喷发,火山灰冲上20km高空,属于普林尼式喷发,仅作示意,长白山历史上的超级喷发规模远比它更大,图源@视觉中国)
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气体裹挟着岩浆冲向蓝天
岩浆变成细小液滴
冷却成细腻的火山灰
并与其他高温碎屑、气体
构成火山喷发柱
直冲数万米的高空
持续数小时或数日
直到地下气体完全释放
火山喷发柱后继无力时
巨量的碎屑从高空落回地表
堆积在火山口四周
转变为疏松多孔的浮岩
(长白山天池北侧天文峰,灰黄色的山体是古代超级喷发后堆积的浮岩,其中混杂着黑色的熔岩碎块,摄影师@邱会宁)
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