火山為何噴發，岩漿從何而來

火山是如何噴發的？

地球深處的溫度如此之高，以至於一些岩石慢慢融化並變成一種被稱為岩漿的稠密流動物質。由於它比周圍的固體岩石輕，岩漿上升並被收集在岩漿室中。最終，一些岩漿穿過地球表面的裂縫和通風口。因此，發生了火山噴發，噴發的岩漿被稱為熔岩。

我們需要了解地球的結構才能知道火山是如何爆發的。頂部是岩石圈，是由上地殼和地幔組成的最外層。地殼的厚度在山區從10公里到100公里不等，主要由矽酸鹽巖組成。

火山為何會噴發？

地殼內的地幔根據個體地震學分為不同的部分。其中包括上地幔，範圍在 8-35 公里到 410 公里之間；過渡區範圍為 400 至 660 公里；下地幔位於 660 - 2891 公里之間。地幔位置的地殼條件發生了巨大變化。壓力急劇上升，溫度上升到 1000攝氏度。這種粘稠的熔融岩石被收集到地殼內的大房間中。由於岩漿比周圍的岩石輕，它會浮向地表並尋找地幔中的裂縫和弱點。它最終在到達地表後從火山的頂峰爆發。當它在地表之下時，融化的岩石被稱為岩漿，當它上升時會以灰燼的形式噴發。

每次噴發時，岩石、熔岩和火山灰都會穿過火山口。噴發的性質主要取決於岩漿的粘度。熔岩流動很遠，容易流動時會產生寬闊的盾狀火山。當它太厚時，它會形成熟悉的錐形火山形狀。如果熔岩非常厚，它能夠在火山中堆積並爆炸，稱為熔岩穹頂。

岩漿是熔融或半熔融的岩石、揮發物和固體的混合物。除了熔岩外，它還可能含有懸浮晶體和溶解的氣體。地殼和地幔中最豐富的兩種元素是氧和矽，它們結合形成二氧化矽，即SiO2。

岩漿的型別

岩漿的分類主要是根據二氧化矽含量來進行的。

增加矽質含量是將岩漿從苦橄質劃分為長英質的基礎。

矽含量的增加意味著岩漿溫度的降低。

矽含量的增加意味著岩漿的爆發行為增加

矽含量的增加意味著岩漿粘度的增加。

岩漿經常聚集在岩漿庫中，這些岩漿庫可能為火山提供能量或變成深坑。岩漿能夠侵入鄰近的岩石，形成岩床和岩脈，並以熔岩的形式擠出地表，以火山泥噴發出形成火山碎屑岩。

岩漿中的氣體

這些氣體在地層下的高壓下溶解在岩漿中。當岩漿向地球表面上升時，壓力降低時，這些氣體就會形成一個獨立的氣相；很像在高壓下裝瓶的碳酸飲料。氣體使岩漿具有爆炸的特性，因為氣體體積隨著壓力的降低而膨脹。岩漿中氣體的組成是： 大部分是H2O（水蒸氣）和一些CO2（二氧化碳），少量的含硫、含氯和含氟氣體。

岩漿中的氣體含量也與岩漿的化學成分有關。流紋岩岩漿的氣體含量通常高於玄武質岩漿。這也是流紋岩岩漿比玄武岩岩漿更具爆炸性的原因。

岩漿的形成

外核是地球唯一的液態部分，但外核不是岩漿的來源，因為它沒有正確的化學成分。例如，外核大部分是鐵，但岩漿是矽酸鹽液體。岩漿起源於

地殼的下部和地幔的上部

。在那裡，高溫和高壓導致一些岩石融化並形成岩漿。

由於地球的其餘部分是固態的，為了形成岩漿，地球的某些部分必須溫度足夠高，才能將岩石熔化。然後，岩漿並不是在我們下方的任何地方都存在。只有一些特定的地方存在火山。這說明岩漿是在特定條件下形成的，存在於一定的區域內。

另一點是，在海洋盆地中，岩漿不太可能來自海洋地殼的融化，因為在海洋盆地中噴發的大多數岩漿都是玄武岩。透過玄武岩海洋地殼的融化來產生玄武岩岩漿需要幾乎100%的融化，這是不可能發生的。在大陸上，玄武岩岩漿和流紋岩岩漿同時噴發和侵入。玄武岩岩漿不太可能來自大陸地殼，因為平均成分更多的是矽質，但更多的矽質岩漿（安山岩-流紋岩）可能來自大陸地殼的熔融。玄武岩岩漿一定來自下面的地幔。因此，除了大陸以外，岩漿很可能起源於地幔中橄欖岩（一種由橄欖石、輝石和石榴石組成的岩石）的熔化——證據來自於噴發的火山碎片。

地溫梯度是否導致岩石融化?

在地溫梯度上，溫度隨深度或壓力的增加而增加。正常的地溫梯度在海洋下面比在大陸下面稍微高一些，至少在淺層上是這樣。但是當我們觀察正常的地溫梯度時，我們發現在正常條件下，地溫梯度還沒有高到足以熔化岩石，這就是為什麼地球除了外核之外，大部分都是固體。因此，地溫梯度對岩漿的形成並不是一個非常重要的因素。

放射性熱會引起岩石融化嗎?

放射性元素如鈾、釷等，在下面繼續衰變。在放射性衰變過程中，衰變的同位素釋放出亞原子粒子，並向外移動，直到它們與其它原子粒子碰撞。碰撞時，運動粒子的動能轉化為熱。如果這些熱量不能被傳匯出去，那麼溫度就會上升。地球內部的大部分熱量是由放射性衰變產生的，這就是為什麼地球內部溫度隨深度增加的一般原因。但這仍然不足以證明岩石的融化。我們應該知道，大多數放射性同位素都集中在地殼中。雖然在大陸地殼中有一些區域，放射性元素的高濃度使區域性溫度升高，至少高到足以引起變質作用，但在地幔內部不太可能形成高濃度的區域。因此，放射性元素的濃度不太可能導致熔化。

壓力的降低會導致岩石融化嗎?

有兩件事。首先，地幔岩石中非常高的壓力阻止了礦物中的原子打破化學鍵，使它們不能自由地相互移動而形成岩漿。因此，地幔內的大多數岩石不會融化，即使它們的溫度可能高於在地球表面較低壓力下熔化相同岩石所需的溫度。然而，如果發生了什麼，使得地幔岩石的壓力減小； 原子之間可以自由運動。這將導致已經非常熱的固體岩石的部分熔融。這個過程叫做

減壓熔鍊

。這是一個科學證明的理論，並被發現在發散的板塊邊緣和地幔柱中普遍存在。

新增水會導致融化嗎?

在橄欖岩中加入少量的水，會使其熔融溫度降低。這主要是由於水分子的電極化性質，因為水分子周圍的電子分佈不均勻。電極化導致礦物中正負離子的結合強度降低，因此在非常高的溫度下，這種結合可能會被打破，這樣原子就可以自由地移動，形成岩漿。這個過程也導致了地幔岩石的部分熔融。這種型別的熔融發生在俯衝帶內，因為水被從俯衝的海洋岩石圈“擠壓”到上覆的超鎂鐵質地幔楔中。

岩漿最終是如何形成的?

岩漿的初始組成取決於源巖的組成和部分熔融的程度。一般而言，地幔源（石榴石橄欖岩）的熔融產生基性/玄武性岩漿，而地殼源的熔融則產生更多的矽質岩漿。一般來說，更多的矽質岩漿是由低程度的部分熔融形成的。隨著部分熔融程度的增加，可以產生較少的矽質成分。因此，鎂鐵質源的熔融產生了長英質或中間岩漿。超鎂鐵質（橄欖岩源）熔融產生玄武質岩漿。然後，向地表的運輸或在地殼中的儲存會改變岩漿的化學成分。這稱為岩漿分異作用，包括同化、混合和分離結晶等過程。