更新时间:2023-02-03 14:33
由较大的火山爆发形成,比较经典的是普林尼式喷发柱。喷发柱多由火山喷出的碎屑组成,大的喷发喷发柱可在40公里以上。但也有小的喷发柱,高度不超过100米,比如夏威夷的基拉危厄火山,它的喷发柱并非火山碎屑组成,而是熔岩组成,不是爆炸性喷发,所以高度不大。
喷发柱内在因素很重要,包括对火山口的直径大小,岩浆中的气体含量以及火山喷发速度等。外在因素也很重要,有时风的高度限制,局部升高的温度变化等。从理论上来讲,可达到的最高喷发柱高达认为是约55公里,实际中喷发柱高度通常在2~45公里。但是某些科学家认为超级喷发不一样,有人认为7.4万年前多巴火山爆发时第一小时内喷发柱可高达80公里(珠穆朗玛峰的9倍),之后降到了50公里。
喷发柱高度一旦达到了10公里以上,就不是什么好事了,因为10公里以上是地球的平流层,火山灰和二氧化硫等危险物质会在这个高度的区域扩散开来,在没有天气影响的情况下,注入平流层的喷发物扩散比较慢。
喷发柱进入平流层后,大量火山危险物质扩散,会对全球天气进行影响,1991年皮纳图博火山爆发后超过1500万吨二氧化硫冲进平流层,全球平均温度下降0.5摄氏度,结果造成了火山冬天。
最大喷发柱高度公式:H = K(MΔT)^1/4
K为常数,代表各种性能,如大气当时的条件。
ΔT喷发的岩浆和周围大气温度差
H是大规模爆发率。
喷发柱在上升的过程中携带着不同粒径和密度的碎屑物,这些碎屑物依着重力的大小,分别在不同高度和不同阶段塌落。决定喷发柱塌落快慢的因素主要有四点:
(1)火山口半径大的,气体冲力小,柱体塌落的就快;
(2)若喷发柱中岩屑含量高,并且粒径和密度大,柱体塌落的就快;
(3)若喷发柱中重复返回空中的固体岩块多,柱体塌落的就快;
(4)喷发柱中若有地表水的加入,可增大柱体的密度,柱体塌落的就快。反之,喷发柱在空中停留时间长,塌落的就慢。
别看喷发柱在空中火山碎屑流在地面,其实喷发柱塌陷与火山碎屑流存在极密的关系,喷发柱塌陷后形成的火山碎屑流速度极快,可以达到了每小时200~500公里,温度高达300~800摄氏度,甚至能在水面运行。1.3万年前拉赫湖火山爆发大规模的喷发柱是短期的,只持续了7~11小时就塌陷了,结果火山碎屑流蔓延了十公里之远。这种火山碎屑流是致命的,碰到了哪里哪里就变为灰烬。公元79年庞贝城的维苏威火山爆发,普林尼式喷发柱塌陷后火山碎屑流直接掩埋了庞贝城。
喷发柱到达它的一定高度后会张开如同一把大伞,笼罩大地可达数十百平方公里,被喷发柱顶部笼罩的区域都是伸手不见五指,密度大的碎屑物沉降速度快,在被喷发柱笼盖的区域内迅速降下火山碎屑物,比下雨还密集,这种被叫做空降碎屑,空降碎屑密度很大很大,在屋顶上只有积累上10厘米厚的空降碎屑整个房子就会垮塌,在火山口周围空降碎屑可厚达几十厘米或几米,超级喷发能积累上百米。所以在喷发柱的顶部扩散的范围内,你必然会倒霉。
飞机平均高度大约在10公里左右,一旦飞机进入了火山喷发的喷发柱内,细密的火山灰也将从飞机引擎等地方进入,最终导致飞机损毁,机毁人亡。
例:英国航空9号班机事故
这架班机在印尼附近的空域飞入一片火山灰云,导致四具引擎全部熄火,所幸最终仍然平安降落。
这就是喷发柱所可怕的地方。