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火山，大家都很熟悉，但是当初火山对人类还是个谜。在西方，特别是在地中海沿岸的一些国家，把火山当作火神，不知道这种自然现象是火山，认为是一种火神，但是在中国，把不是火山当成火山，所以在我们《山海经》上曾经谈到火山这个词，但是实际上在中国一些谈火山当中不是火山，而是一些煤的自然的一些火，所以在古代的时候，真正的火山在西方当火神，在东方把不是火山当作火山。
什么是火山呢？火山就是地下的岩浆喷出地表以后形成了一些山体，一些钝状或者锥状的地形，这个地质体就成火山，它有三个要素，一有岩浆，二岩浆喷出地表，三在地表形成地质体，这样才构成了一个火山。那么火山可以作为地球有生命的一个象征，如果把地球作为有生命的物体来看，火山是它的鼻孔，岩浆算它的血液，地震就是它的脉搏了，所以我觉得火山是地球有生命的象征，是地球的灵魂。我这张片子，这个图是真正的地球，咱们地球什么形态，这是地球的一个剖面，这是地下的岩浆，像这些地方，岩浆在有一些地表有裂隙或者是薄弱的环节，喷出地表，形成火山。 火山有活火山和死火山，通常来说，大家可能知道喷发的火山就是活火山，但是在我们地质上，对活火山有一个基本的概念，通常讲全心似，一万年以来，现在准确来说是11700年以来，有过喷发记录的火山是活火山，没有喷发记录的火山是死火山，现在处于休眠状态的活火山叫做休眠火山。我这张图片就是活火山，这个也是一个火山堆，但是它已经有10多万年没有喷发，所以是一个死火山。除了活火山和死火山，还有一个 火山要喷发，通常火山喷发，实际上喷发是两种，一种是中心式，一种是裂隙式。按照一些典型的火山，分出来普里尼式，普尔勘式，夏威夷式，冰岛式。 火山喷发有级别，现在科学上分了八级，这个八级是按照指数来分，10的三次方就是1000立方公里，就是喷发的，一次喷发的量是1000立方公里的定为八级，100立方公里定为七级，依此类推。像今年冰岛的喷发，实际上宣传得很厉害，其实是一个很小规模的喷发，将近两级，规模不是很大，上个世纪只有两次大的喷发，一次是美国1986年的圣海伦斯火山喷发，大体相当于五级，喷出来1立方公里的喷发量，最大的就是菲律宾的皮纳图博火山，它相当于六级，喷出来10立方米的喷发物。那么火山喷发出来有许多的喷发物，其中一种就是火山岩，岩浆，岩浆根据他含的二氧化硅的量不一样，分为低性，中性，中酸性和酸性，那么相对岩石就有不同的岩石，最低性是玄武岩，中性叫氨酸岩，中酸性叫做英安岩，酸性叫做流纹岩，那么不同的岩浆类型，温度不一样，就是越急性岩浆的温度越高，越酸性岩浆温度越低，由于含二氧化硅的量不一样，粘稠度不一样，急性岩浆，流动力比较强，喷发力比较弱，酸性岩浆，流动性比较弱，喷发力比较强，造成的危害比较大。喷出来的岩浆冷凝以后形式一些熔岩，这就是火山喷发的熔岩，各种形态都有。还有一些火山弹，像这个火弹，这个是比较典型的火山弹，像纺锤性，有的时候含有地球深部的包体，在我们学术上研究很有用，我们打钻，现在上天容易，陆地难。上天可以上到300多公里，但是陆地，到目前为止人类陆地最深的地方是11000多米，就是11公里左右，我们国家能打最深的钻是5300多米，石油打钻可以的打到8000多米，陆地最深到11公里，整个全球，这是原来老苏联打钻的，德国人打钻最深打到7000多米，那么我们要研究地球的这种结构要取一些样品，靠打钻还是有限的，那么这个火山喷发可以把地下几十公里深的物质带上来，给我们提供了很好的研究地球深部的样品。 火山有的时候喷发，下的火山砾，说的土一点，像下雹子似的，岩浆形成的刨子，这个很厉害，有的时候杀伤力很强。还有就是喷发的火山灰，所有的火山灰，一般颗粒小于两个毫米直径的碎屑叫做火山灰，那么这个火山灰，一般火山喷发会出现大量的火山灰，有的时候一堆积，堆几十米，上百米都。还有就是在火山灰形成一些泥石流，就岩浆和熔化的冰水形成泥石流。这是我讲的第一个问题，把火山的基本情况给大家介绍一下。 那么火山在整个宇宙间处在什么样的一个状态？大家知道，在太阳系里面，八大行星当中，除了木星的I0以外，只有地球有频繁的火山喷发，那么 在地球上，是八大行星当中最多的一个星球，这张图的这些白点是火山分布的地区，从分布来看，大致沿着太平洋沿岸，太平洋整个的沿岸是一个火链，地球上大概有2/3以上的火山在太平洋沿岸上，然后在一些大洋中脊或者是东非大 刚才是在全球的火山分布，我们中国近百年来几乎没有火山喷发，最近一次是1951年的昆仑上有一次小的火山喷发，很少有人到那个里头，现在也没有20人到过那里，而且规模很小，那么中国，实际上在地质历史上，也是一个比较多火山的国家，特别是在中国的东部地区，从东北到东南沿海地区，一直到海南岛，到广东这些地方都有火山分布，还有青藏高原，特别是北部可可西里到昆仑上有很多的火山，中国的火山也不少，只是在近一些年来没有喷发的火山。中国也有一些活火山，这些活火山就是刚才说的有过喷发记录的火山，那么大致有这些，大家都知道，像黑龙江的五大连池，还有内蒙的阿尔山，吉林的长白山，附近的龙岗地区都是活火山，还有台湾北边的大同，阳明山也是一个活火山，还有海南岛，就是在海口西边也有活火山，云南的腾冲，昆仑山里的西库仑，我们国家也有10来座活火山的地方。 火山是怎么形成的？这张图可以看出来，火山大部分分布在太平沿岸或者是一些大洋中脊，火山的形成或者是喷发，与板块运动密切相关，大家知道，地球表面，地壳是分板块的，这些板块原来是被称为大陆漂移，后来被证明假说是有依据的，形成了板块学说，板块突出的表现有 我们可以看一下，刚才谈到夏威夷群岛，大致有七个岛，东边和西边，我们曾经做过他的年龄的测量，最东边的火山很年轻，越往西火山年龄越老，到现场看，东边是热火朝天，火山不断的喷发，到西边的岛屿，一片宁静的田园风光，经过原来的火山喷发以后，已经不再喷发了，有一些岩石已经风化了，可以种庄稼，可以长一些水果和花草，这些岛风光也是非常好的，田园风光非常美。在东边，相当于一个大洋中脊，这个岩浆往上涌的时候，推着地壳的板块向两边扩张，然后板块就不断向外走，所以离开中脊越远的地方，形成火山年龄就越老，离开中脊越近的地方火山就比较年轻，这就是板块学说，当初在这里找到证据，地球的板块是在运动的，而且年龄是由新的到老的，所以火山喷发，既是板块运动的产物，反过来又给板块学说找到了证据。在地球上，除了一些大洋中脊的地方，在大陆上有一些裂谷，最典型的是东非大裂谷，它是目前地球上规模最大的一个裂谷带，从非洲南部马拉维到中东的叙利亚，全长6000多公里，宽度最宽的地方有200多公里，如果你在裂谷里面跑船，实际上有的时候，不到边界的时候，感觉不到是一种裂谷，到了边界的时候，好像有一堵墙在那里，在这裂谷里有大量的火山，这个火山口，目前在地球上存在的唯一的一个岩浆湖，一般的火山喷发岩浆冒出地表以后，很快就会冷却，凝固形成岩石，唯独在埃塞俄比亚北边，艾尔趿拉地区有一个岩浆湖，从07年开始喷发形成，到现在还没有凝固，我有幸前年去考察一下，这个岩浆湖口直径有500多米宽的一个大的火山口，深有两三百米深，从上面往下看，看到底下的岩浆在不断的沸腾，很少喷到地表来，到现在已经有3、4年的时间，岩浆湖还在活动，在地球上可能唯一的一个点可以看到岩浆的湖，所以许多媒体到这里去，这里很难去，开最快的车跑三天，没有什么路。这个大裂谷曾经西藏的一些学者说，将来地球要形成一个大洋，这块裂谷形成第八大洲，西方的学者，特别是英国一些学者有这种想法和认识。我去考察，我认为这种想法缺乏分析，不可能形成第五大洋，不太可能，不符合火山和裂谷发育的规律，当然是学术上的一些看法。 我在下面讲讲火山在地球形成过程中发挥什么作用，应该说，地球的形成主要靠火山活动形成，为什么这么说呢？咱们地球是分三个层，一个是地核，一个是地幔，然后是地壳，有了地核以后形成地幔，有了地幔形成地壳，那么整个地球的半径在6400公里左右，地壳这个表层，薄薄的一层，整个地球有是由岩石来组成，特别是地壳，表层是硅铝层，下层是铁镁层，在地球上有三大洋，一种叫做岩浆岩，一种叫做沉积岩，一种叫做变质岩，沉积岩是岩浆岩和变质岩一些碎屑再沉积形成的，变质岩是沉积岩和岩浆岩经过变质形成，但是他的母体都是岩浆岩，岩浆岩在没有形成地幔或者是地壳之前都是裸露的，都是由火山喷发形成的，在某种程度上，火山和火山岩是形成地球最基本的物质，在我们地学当中，过去有水城论和火城论，最后是火城论战胜了水城论，才确立了地球科学的一个学说。所以火山喷发是地球从早期到现在不断增长，不断形成，起到很重要的地质作用。那么火山可能跟生命的起源和生物的演替有密切的关系，在自然科学当中，有很多的起源问题一直是个谜，宇宙的起源，地球的起源，人类的起源，生物的起源，很多都是没有探索明白的。关于生命的起源，有很多的学说，在座有搞生物的，搞生命科学，其中有一种学说叫做火山层岩的生命学，听起来觉得火山怎么跟生命形成有关系，感觉有点天方夜谭，其实也不是，我从外行来讲，生命的表现形式就是蛋白质，蛋白质是有氨基酸形成，氨基酸由一些有机质，比如说有甲烷或者是烃类或者是醛类这些物质形成，不管哪种有机质，最基本的成分都是C、H、O、N，在火山喷发当中含有大量的气体，含有碳、氢、氧和氮这些元素，都是很丰富的，而且在火山喷发的过程中，从高温向常温降低的过程当中会达到300多度或者是200多度的时候，正好适合于这种元素来合成，最简单的碳氢化合物，比如甲烷或者是乙炔，然后进一步合成，可以形成比较复杂的有机质，合成甲烷和乙炔这样简单的有机物是毫无疑问的，在火山喷发有好多金属元素，可以起到催化剂作用，有一定的温度，都是促进化合的作用，所以说火山活动对生命的形成有一定的作用或者是一种途径，也不太过分。另外，在古老的火山岩当中也发现生物的痕迹，比如说在南非，在35亿年的枕状玄武岩当中，一般是在海底形成的，在岩石当中可以看到一些细菌的痕迹，大致在35亿年前可以有这种痕迹，说明在火山喷发的过程中或者是喷发以后促进生物体的形成，所以在生命的火山学说可能有一定的道理。 除了对生命的形成有作用，火山作用，对生命的演替也有很大的作用，在地球形成的45.5亿年，大致是46亿年以来，地球形成的过程中有过多次的生物灭绝，远的不说，中生代的侏罗纪到白垩纪的恐龙灭绝，大家很熟悉，像白垩纪晚期，现在是内蒙，赤峰那一带，我们在学术上叫热河生物群，在辽西和内蒙这一带，像有一些鸟类和恐龙类的化石，在那里发现了大量的化石，证明当初那里的生物很繁盛，但是他们又都集中死在那里，这种大量的生物集中的灭绝，是什么原因造成的？这里也有很多的猜想，现在比较时髦的说法叫做陨石撞击地球造成生物灭绝，我们搞火山说主张很多地方生物灭绝可能是由于火山喷发或者是火山作用造成的。今天媒体上说了，还是认为是地球生物灭绝是由陨石撞击地球造成的。但是我们也可以想一下，他说的最大的陨石是1800米长的一个陨石，对于一个地球来讲，直径是4万多公里，这样撞击的面能把地球整个生物都灭绝了，也有时候很难理解，但是火山喷发会不会造成这种生物灭绝，火山喷发有大规模，比如说西伯利亚的大的火山喷发，那次火山喷发，面积在65万多平方公里，印度的一个高原也有几十万平方公里，这样大量的岩浆出来，热量，喷出来的气体对生态环境造成很大的影响，可能会使这些生物灭绝。另外像在辽西或者是山东发现大量的化石，这些化石都集中在一起，在很小的范围内有大的化石，不同的生物化石都在这里，什么原因呢？一盘周围的环境，原来大部分是湖泊，这些生物在饮水的时候毒死了，所以都集中死在那里，水的毒气很可能在火山喷发的时候，溶解在水里，生物吸水就被毒害了，所以生物的演替或者是灭绝与火山作用有一定的关系。 下面介绍一下火山的灾害，火山是十大自然灾害当中的一种，被联合国排在第六位，十大自然灾害，排在第六，火山喷出来的火、气、灰和他的岩石，它的泥土，它起到的崩塌以及放出来毒气和一些冲击力量会造成一些灾害，那么火山喷发会引起崩塌，会引起地震，引起海啸，还有一些冲击波，产生的熔岩、泥石流、火山灰对生态环境建筑或者是生命都有很大的破坏，所以火山的灾害是很大的。不管是火山的熔岩、泥石流，火山灰，火山云，造成的一些灾害。那么火山喷发的时候，强烈的火山喷发确实危害性很大，比如说1986年美国西部的华盛顿州附近的圣海伦斯火山喷发，这个火山喷发一下把山头掀掉了，这个山头400米高，掀掉的部分是400米，然后这个山，当初山顶上有一些冰雪，火山喷发就可以使这些冰雪融化，形成很大的泥石流，这次火山喷发由于预撤工作做得比较好，死伤人比较少，给周围的生态环境造成的破坏还是很大的，火山喷发后，我还到这里考察过，跟美国的同行他们，我们做着直升飞机到火山口去看的，把周围的森林，有好多的森林都给埋葬了，还有一个同行，在这个火山口观测，在火山喷发前没有离开那里，后来埋在那里了，殉职了，当时卡塔是总统，卡特慰问了他的家属。 火山喷发的时候会形成一些熔岩，当时我们在夏威夷考察，头一天公路还跑车，第二天熔岩把路堵了，这种急性岩浆喷发没有太大的危险，危险性不大，这个是我们地质部的一个同行。但是在火山喷发的时候，比如说在印尼的火山，这也是一次考察，我们准备上山顶，离火山口很近，结果到了山顶的时候，没有到山顶的时候就来地震了，因为地震，地震可能没有多大危险，一般都是地震过后火山就该喷发了，火山喷发了就躲不开了，当时这些考察的，因为是国际的，什么国家的人都有，后来大家就很快就散了，好在火山没有喷发，后来逃了一劫。那么火山喷发，最典型的一个例子就是意大利的 火山喷发对航空事业会造成很大的危害，这张图就是说，现在航线，洲际航线大部分都爬到高纬度上去了。以前我们去美国，从北京或者是上海出发，就直奔旧金山或者是洛杉矶，直飞过去，这个路程比较长，现在飞机一起飞，往高纬度爬，再过海峡，再下来，这个路线就短了，但是这个航线，跨越海峡，每天就100多个航班，但是这两个地方都是火山区，不管是远东地区，还是到了阿拉斯加这些，都是火山，每年这个地方不断有火山喷发，所以火山灰对飞机会产生很大的危险。一个实例，在1989年的一次火山喷发的时候，从阿拉斯加的首都起飞的飞机，一般是飞机有四个发动机，一个坏了用另一个，但是这架飞机，747飞机，他四个发动机都失灵了，驾驶员就很紧张了，然后这个飞机降到，从高空垂直下降，但是好在快到1000多米的时候，驾驶员又把一个发动机给发动起来了，结果又提升了，避免了一次空难，否则很惨，747应该说波音里面最大的飞机了，这是一个很典型的事例，火山喷发会造成航空事业很大的危险。火山灰是很细腻的粉尘，如果飞机在飞行的过程中，前面滑轮转的过程中会把空气吸进来，把火山灰吸进去，火山灰一般在1000度左右会熔化，一般发动机里头，这个滑轮的转速形成的高温可能达到1400多度，那么火山灰一旦熔化形成的熔岩的水，要粘在滑行桨的页片上，会造成很大的危害，会使发动机不好使，而且这个火山灰是无孔不入，对航空确实会造成很大危害。所以今年年初的时候冰岛火山喷发，欧洲，特别是西欧的航空事业造成很大的影响，停航的好多的航班，一个是在西欧航班最多的一个地区，另外，当时冰岛的火山喷发，这个火山灰也确实多，有个资料上谈到，冰岛的火山平均每秒钟喷出来的火山灰达到50吨，这么多的火山灰到空中去，对航空会造成很大的影响，但是冰岛这次火山喷发，只有两级左右，是一个小规模的火山喷发，为什么有大量的火山灰？在火山口上面是一个大的冰川，那么大的冰川被热的岩浆熔化形成水蒸气，然后冰川化成水，在灌浇到火山口，好像我们火炉里面泼冷水，那么火山灰就喷发的更厉害，这是相互作用的，火山规模不大，但是造成的火山灰和 最近这些时候谈到低碳经济，谈到气候争论的问题，去年的哥本哈根会议曾经谈到，气候争论主要是人类排放的二氧化碳，根据IBCC组织公布的数据，90以上的二氧化碳是人类排放，我对这种观点持怀疑态度，不赞同态度，因为自然界排放二氧化碳和温室气体的途径太多，比如说 刚才谈到了火山喷发的气体或火山灰，地面降温，阳伞作用不说了。一个典型的例子，1815年的印度尼西亚的 最后我想说说火山资源，火山，大自然的雕塑家，也是一个很重要的自然现象，这个火山有好的一方面，也有坏的一方面，刚才谈到火山有很多的灾害，也确实给人类、给自然界造成很多的破坏，但是火山跟地震不一样，地震有一次，地震好像找不出来有什么好处，但是，从科学上，我的一个老师跟我说，你这个说法也不对，研究地震波可以研究地球物理，也有用，但是被人类利用这种可能性比较小，但是火山不同，火山给人类和自然界会创造很多的财富，应该说一个火山形成以后浑身都是宝，我大致举几个例子，第一，土地资源，现在在海洋中的很多岛屿，大部分都是火山喷发形成的，夏威夷岛，一个大的岛链，都是火山形成的，到太平洋，印度洋，大西洋一些岛屿，也都是火山，到地中海的一些岛屿也都是火山，所以给提供了很多的岛屿，对航行，既有坏处，也有好处，如果在海洋，漫无天际的海洋没有岛屿，长途的航行没有靠岸的地方，可能也不行。另外火山地区，火山灰和火山岩风化以后的土壤是比较肥沃的，含有的微量元素比较多，生态环境是比较好的。第二，火山是重要的矿产资源，我们用的金属矿产、非金属矿产，还有一些宝石很多是火山作用形成的，像金属五矿产，金银铜铁铅锌，很多都是火山作用形成的，非金属，像这些，像这种火山灰，还有很多的非金属材料都是火山形成的。还有就是宝石，好多种宝石，但是大家最知道的可能就是钻石，钻石，他的形成条件在高温高压下形成，那么这种形成的环境，就是在火山喷发的，在火山经过的地方，温度高，压力比较大，所以往往能形成钻石，所以，像我们国家有一些地方，辽宁、山东也能发现钻石，但是质量比较差，不像南非，很多宝石也是火山作用形成的。还有一些新型材料。还有像温泉和矿泉，温泉、矿泉，这个是两个概念，一般的温泉当中有热泉，也有冷泉，比如说你们有没有去过内蒙古有一个艾尔山地区，有几十个泉，有一部分泉是温泉，37度到50多度，还有一种是矿泉，还有一种冷泉，在4度到7度，而且温度就是这么高，这是属于温泉和冷泉。还有一种是矿泉，矿泉就是，水含有一些矿物形成的泉，一般在火山区，温泉和矿泉都是比较发育的，也有的，我顺便说一下，火山现在洗温泉，有的说是假的，北京有个地方，很重要的地方，我就不说了，有一次开会在院里打钻，我说这打什么钻？他说打温泉，我说这地哪有温泉，不可能有温泉，但是他们要打温泉，打到深处，每中间100米就增加一度，实际上热水跟温泉是两个概念，在地下可以打出来热水，但是不是温泉，但是从地下抽出来的水温度比较高就是温泉，你糊弄那些总统可以，让他们在这里想洗温泉，这个院不可能有温泉，温泉跟热水是两个概念。地热资源，火山区的地热资源比较发育，像云南的腾冲地区，那块的温泉比较多，地热资源也比较丰富。还有就是风景资源，我下面给你们一些图片就知道了。 我们的矿产资源里头还有能源，这是最近我国的这些地质工作者，包括石油部门，发现过去找石油都在沉积岩当中，见到火山岩就躲，因为火山岩是禁区，大庆这几年在火山岩找到油气厂，而且很丰富，现在从东北到新疆，在火山岩中都找到油和气，这个可能是我们找油气的新的突破和新的方向，我们正在做这方面的工作。因为这几年的发现，已经得到的储量已经比原来的预计超过了2倍到3倍，我国含火山岩的地区很多，下一步有可能会找出新的原井。由于这几年火山岩当中的油气的重要发现，使得我国的油气的产量从前一些年变化，直线上升，所以火山也会给我们带来一些能源。 另外这个也是新鲜事，用 长白山，这个是天池，谈到长白山，顺便说一下，最近韩国一个同行，我都是很熟悉的，他说2014年长白山就要喷发，这个事情是不确切的，说他胡说，同行不能这么说，没有多大的依据，所以大家不要听这种说法。至于长白山的天池，这是长白山的瀑布，如果去长白山这个时候挺好，这是大峡谷，这是地貌，这是五大连池，喷气锥，这是一些火山的熔岩形态。还有矿泉，五大连池有矿泉，没有温泉，五大连池的矿泉应该说在地球上都数得着，但是那里矿泉水销量不太好，世界上矿泉水销量最好的是法国的矿泉，那个是火山区，销量能占欧洲的40%，但是我们矿泉的质量比他好，可是我们销量不好，主要你们牌子没有创出去，创出去就行了，这里还有温泉，洗温泉好处就不说了。 火山区还有一些湖泊，也是很漂亮的，这是吉林的，这是内蒙的，这是赣江旁边。 火山的景观，腾冲，田园风光也是挺漂亮的，火山区是很好的。到了青藏高原也有一些火山，但是那个地方很少有人能到。 火山活动是一种重要的地质作用，是地球的灵魂，是地球乃至其他行星富有生命力的象征，它贯穿于地球的整个时空和各个层圈，在地球形成演化中发挥作用，对全球变化产生重要的影响，也与生态起源和生物演替密切相关，蕴含着丰富的科学内涵和奥秘，他时而怒吼给自然界和人类社会造成很大的灾难，也塑造了气势磅礴、绚丽多彩的自然景观，展示了无限的魅力，给人类创造了丰富的财富，神奇的火山是大自然的骄子。
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