火山为什么会喷发？
- 史聪一
火山喷发是一种正常的自然现象，与地震相比，它的危害性更大。在早期，没有相应的科学知识来合理解释火山喷发的原因，人们大多会以为火山的喷发是对人类的惩罚，比如生活在火山附近的居民因罪孽而引起了火山的“心烦意乱”。因此，人们对于火山喷发抱有无限的恐惧与敬畏。
近年来，印尼锡纳朋火山进入活跃期，该地区居民笼罩在恐惧之中。2020年8月10日，印尼锡纳朋火山连续喷发两次，第一次喷发的浓烟高达5000米，第二次达2000米。锡纳朋火山在8月18日和23日又连续喷发，23日喷发出火山灰柱高达1000多米，周边居民的房屋、地面、农田被火山灰覆盖。
火山是一种将地下熔岩从地壳压迫上升至地表的通道，这些通道呈现锥状，盾状或破火山口状，岩浆房位于火山下方，是一个独立、巨大的储库。
现代科学这样解释火山喷发的缘由：火山活动是由发生在岩浆房下方、上方以及内部不同程度的推移所引发的，火山内部不断增强的岩浆活动是造成喷发的原因。
岩浆房下方的变化过程
火山位于俯冲带，在这里，地球的运动使板块相互碰撞，导致其中一个板块下沉至另一板块之下，新的熔岩会在这种强大注射力的推动下进入岩浆房。
在岩浆房的下方，来自地心的热量使得原有岩石被部分熔化，并融入新生成的岩浆。当岩浆房内注入的新岩浆达到一个确定的体积，且无法容纳更多时，多余的岩浆便会以喷发的形式被排出。
这个过程会呈现出周期性变化，因此，对于由此过程所引起的喷发是能够被预测的。例如，坐落在欧亚板块与印度-澳大利亚板块交接处的潘帕达扬火山（Mount Papandayan），该火山的喷发周期为20年，上次喷发时间要追溯到2002年，下一次的喷发或许会发生在2022年。
火山喷发的周期取决于岩石的融化速度，而岩石的融化速度又受到板块下沉速度的影响。地球上存在一些俯冲带，并且俯冲板块通常以10厘米/年恒速运动。就潘帕达扬火山而言，位于欧亚板块之下的印度-澳大利亚板块以7厘米/年的速度从欧亚板块下方下潜。
岩浆房内部的变化过程
岩浆房内部的活动同样可以引起喷发。在岩浆房内部，由于温度的降低，岩浆呈现结晶化。相对于半流体熔岩，结晶化的岩浆更加沉重，会下沉至岩浆房底部。
这一现象推动了剩余岩浆的上升，使得岩浆房房盖受到更强的压力。当房盖难以承受来自下方的压力时，便产生了火山喷发，这个过程同样呈周期性且能够被预测。
另一个发生在岩浆房内的重要过程是岩浆混合物与围岩相混合，这一过程被称为同化/吸收（assimilation）。火山上存在一些通道可以使得岩浆溢出其表面，如果这些通道不存在，岩浆便会被其自身挤压至一处压力相对较小的区域，而这种现象可能会导致岩浆房房壁周边的岩体倒塌。
想象一下，当一块砖头掉入装满水的桶中，水花将会从水桶中飞溅出来。塌陷的岩浆房房壁致使岩浆的四溅则会引起喷发，而这种类型的喷发是难以预测的。
岩浆房上方的变化过程
火山喷发也可以由岩浆房上方的压力损耗所导致，这种情况可能由多种事件导致，例如岩石上方的密度减少或火山顶部的冰雪融化。当台风通过处在临界条件下的火山时，也可以使火山喷发的能量加剧。
由于矿物质构成的变化，覆盖在岩浆房上的岩石可以被逐渐软化。随着覆岩密度在一定程度上的减小，它将难以承受来自岩浆的压力。有时，火山表面存在裂缝，水可以通过这些裂缝渗入火山内部，并与岩浆相互作用。当这些作用发生时，便会发生岩石的水热变化，最终导致火山喷发。
全球气候变暖导致火山山顶的积雪不断融化，当位于山顶的积雪大量融化时，位于岩浆房上方的压力就会减小。为了达到全新的平衡，岩浆会不断上升，导致火山喷发。一项研究显示，位于冰岛的艾雅法拉火山（Eyjafjallajökull）于2010年发生的火山喷发，可能就是由于上述原因导致的。据估计，冰岛融化的积雪已达到110亿吨/每年甚至更多。
1991年，第5号台风（Yunya）掠过位于菲律宾的皮纳图博火山（Mount Pinatubo）及其周边地区，台风的高速运行造成火山周边地区的压力明显减弱，火山上方的空气柱涌入了台风的运行路径，导致已经开始隆隆作响的皮纳图博火山的喷发。
鉴于岩浆在火山喷发过程中扮演的重要角色，对于岩浆的研究不仅可以预测自然事件，还可以让我们充分利用其规律造福人类。
参考文献：
- http://theconversation.com/explainer-why-volcanoes-erupt-44732?
- http://www.ipernity.com/doc/termf2/824553
- http://www.emerinfo.cn/2020-08/17/c_1210755718.htm