火山為什麼會噴發？
- 史聰一
火山噴發是一種正常的自然現象，與地震相比，它的危害性更大。在早期，沒有相應的科學知識來合理解釋火山噴發的原因，人們大多會以為火山的噴發是對人類的懲罰，比如生活在火山附近的居民因罪孽而引起了火山的“心煩意亂”。因此，人們對於火山噴發抱有無限的恐懼與敬畏。
近年來，印尼錫納朋火山進入活躍期，該地區居民籠罩在恐懼之中。2020年8月10日，印尼錫納朋火山連續噴發兩次，第一次噴發的濃煙高達5000米，第二次達2000米。錫納朋火山在8月18日和23日又連續噴發，23日噴發出火山灰柱高達1000多米，周邊居民的房屋、地面、農田被火山灰覆蓋。
火山是一種將地下熔岩從地殼壓迫上升至地表的通道，這些通道呈現錐狀，盾狀或破火山口狀，岩漿房位於火山下方，是一個獨立、巨大的儲庫。
現代科學這樣解釋火山噴發的緣由：火山活動是由發生在岩漿房下方、上方以及內部不同程度的推移所引發的，火山內部不斷增強的岩漿活動是造成噴發的原因。
岩漿房下方的變化過程
火山位於俯衝帶，在這裏，地球的運動使板塊相互碰撞，導致其中一個板塊下沉至另一板塊之下，新的熔岩會在這種強大注射力的推動下進入岩漿房。
在岩漿房的下方，來自地心的熱量使得原有岩石被部分熔化，並融入新生成的岩漿。當岩漿房內注入的新岩漿達到一個確定的體積，且無法容納更多時，多餘的岩漿便會以噴發的形式被排出。
這個過程會呈現出週期性變化，因此，對於由此過程所引起的噴發是能夠被預測的。例如，坐落在歐亞板塊與印度-澳大利亞板塊交接處的潘帕達揚火山（Mount Papandayan），該火山的噴發週期為20年，上次噴發時間要追溯到2002年，下一次的噴發或許會發生在2022年。
火山噴發的週期取決於岩石的融化速度，而岩石的融化速度又受到板塊下沉速度的影響。地球上存在一些俯衝帶，並且俯衝板塊通常以10釐米/年恆速運動。就潘帕達揚火山而言，位於歐亞板塊之下的印度-澳大利亞板塊以7釐米/年的速度從歐亞板塊下方下潛。
岩漿房內部的變化過程
岩漿房內部的活動同樣可以引起噴發。在岩漿房內部，由於温度的降低，岩漿呈現結晶化。相對於半流體熔岩，結晶化的岩漿更加沉重，會下沉至岩漿房底部。
這一現象推動了剩餘岩漿的上升，使得岩漿房房蓋受到更強的壓力。當房蓋難以承受來自下方的壓力時，便產生了火山噴發，這個過程同樣呈週期性且能夠被預測。
另一個發生在岩漿房內的重要過程是岩漿混合物與圍巖相混合，這一過程被稱為同化/吸收（assimilation）。火山上存在一些通道可以使得岩漿溢出其表面，如果這些通道不存在，岩漿便會被其自身擠壓至一處壓力相對較小的區域，而這種現象可能會導致岩漿房房壁周邊的巖體倒塌。
想象一下，當一塊磚頭掉入裝滿水的桶中，水花將會從水桶中飛濺出來。塌陷的岩漿房房壁致使岩漿的四濺則會引起噴發，而這種類型的噴發是難以預測的。
岩漿房上方的變化過程
火山噴發也可以由岩漿房上方的壓力損耗所導致，這種情況可能由多種事件導致，例如岩石上方的密度減少或火山頂部的冰雪融化。當颱風通過處在臨界條件下的火山時，也可以使火山噴發的能量加劇。
由於礦物質構成的變化，覆蓋在岩漿房上的岩石可以被逐漸軟化。隨着覆巖密度在一定程度上的減小，它將難以承受來自岩漿的壓力。有時，火山表面存在裂縫，水可以通過這些裂縫滲入火山內部，並與岩漿相互作用。當這些作用發生時，便會發生岩石的水熱變化，最終導致火山噴發。
全球氣候變暖導致火山山頂的積雪不斷融化，當位於山頂的積雪大量融化時，位於岩漿房上方的壓力就會減小。為了達到全新的平衡，岩漿會不斷上升，導致火山噴發。一項研究顯示，位於冰島的艾雅法拉火山（Eyjafjallajökull）於2010年發生的火山噴發，可能就是由於上述原因導致的。據估計，冰島融化的積雪已達到110億噸/每年甚至更多。
1991年，第5號颱風（Yunya）掠過位於菲律賓的皮納圖博火山（Mount Pinatubo）及其周邊地區，颱風的高速運行造成火山周邊地區的壓力明顯減弱，火山上方的空氣柱湧入了颱風的運行路徑，導致已經開始隆隆作響的皮納圖博火山的噴發。
鑑於岩漿在火山噴發過程中扮演的重要角色，對於岩漿的研究不僅可以預測自然事件，還可以讓我們充分利用其規律造福人類。
參考文獻：
- 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