往火山口里不断地注入海水会发生什么？

pgl147258 2014-11-05

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海底火山喷发的溶岩表层在海底就被海水急速冷却，有如挤牙膏状，但内部仍是高热状态。海底火山产生的岩浆约占全年总量的75%。

【Smallay的回答(67票)】:

首先，反对骏扬的答案，虽然里面有部分结论是真实的。

火山口在海水中会发生什么？

如另一些答案所说，这个问题可以参看海底火山中，海水与岩浆之间的相互作用。

引用http://zh.wikipedia.org/wiki/%ba%a3%b5%d7%bb%f0%c9%bd：

海底火山喷发的溶岩表层在海底就被海水急速冷却，有如挤牙膏状，但内部仍是高热状态。海底火山产生的岩浆约占全年总量的75%。

岩浆彻底冷却后，通常会产生“枕状熔岩”。引用http://baike.baidu.com/view/484219.htm：

枕状熔岩呈椭球状，并叠加在一起。……外形浑圆，状似枕头。是熔岩在水中迅速冷却、凝结而成。

枕状熔岩是非常理想的环境指示器。通常在岩层中发现枕状熔岩时，即可判断该岩层当时处于水环境之中。由于火山岩浆是由地幔软流圈层源源不断地产生的，因此海水并不会使火山口“熄火”。如果有足够的岩浆补充，那岩浆冷却堆积起来之后有可能超过海面，形成火山岛；如果由于大地运动的变化，岩浆不再从此火山口喷发，那海水与岩浆的相互作用就会中止。

往火山口里注入海水会发生什么？

那么，往火山口里注入海水，得到的效果是否一定和海水中的火山口一样，形成枕状熔岩呢？答案是否定的。

枕状熔岩的形成，还需要另一个重要的条件——深海。引用http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%81%AB%E5%B1%B1：

在深海中：水压极大，无法产生爆炸，而且熔岩急速被海水冷却，形成枕状熔岩是其特征。

而如果在浅海、河川中发生火山喷发，有可能形成猛烈的爆炸，称为hydrovolcanic eruption（水火山式喷发）。个人无责任翻译一段http://www.geology.sdsu.edu/how_volcanoes_work/Hydrovolcanic.html：

高爆炸性是水火山式喷发的一个显著特征。当水被加热后，迅速变成蒸汽，引起体积爆发性地增长，将岩浆击碎成为具有相当细密纹理的火山灰。

但是请注意，以上的hydrovolcanic eruption只是一种可能性，其产生需要符合一些条件。如果不满足其条件的时候：

如果注入的水量不够，拿着一根小水管就往火山口里洒水，很明显水在与岩浆发生接触之前早就变成热水蒸气然后在空气中上升了，不会发生任何爆炸；
hydrovolcanic eruption强调的是火山喷发过程中遇到水的情况。那向未喷发的火山口中注水会发生什么情况呢？——估计没有人去做这个实验。个人猜测，有可能在火山下次喷发的时候再发生爆炸；也可能变成下面所述情况3：
仍然是http://www.geology.sdsu.edu/how_volcanoes_work/Hydrovolcanic.html的个人翻译：

（但是）当火山继续喷发的时候，在主火山口上升的岩浆与水发生相互作用后温度降低，会使得爆炸效应逐渐减弱，逐渐变为典型的Stromboli式喷发（不规则地间隔性喷发，伴有发光现象——译注）。

可以在火山口中使用水蒸气发电吗？其实，当我们使用水蒸气发电时，我们利用的并不是火山口本身，而是火山岩浆带来的热能。从这个角度上，有比火山口更适宜使用地热发电的地点，那就是地热异常区。引用http://baike.soso.com/v6476707.htm：

指地表热流量显著高于地球热流平均值的地区。……异常区的面积则可能达到几平方千米，热流量的水平变化取突变形式，垂向地热梯度在1米距离外就可能出现变化。

地热发电通常都是使用水蒸气。引用http://www.baike.com/wiki/%E5%9C%B0%E7%83%AD%E5%8F%91%E7%94%B5：

地热发电利用液压或爆破碎裂法将水注入到岩层中，产生高温水蒸气，然后将蒸汽抽出地面推动涡轮机转动，从而发电。……简而言之，地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程。

地热异常区有可能与火山相关，也可能没有火山活动参与，只由大地构造产生。中国目前正在开采的地热资源大部分处于西藏和川藏交界区。西藏羊八井地热电站是中国最大的地热电站（1997年数据，引用自http://www.baike.com/wiki/%E5%9C%B0%E7%83%AD%E5%8F%91%E7%94%B5）。如果在火山口附近岩层中使用地热发电，则需要关注火山的不确定性，防止火山喷发等因素影响到发电的稳定性。要直接在火山口中发电，其危险性是大于其收益的，我觉得没有必要这么做。

【Cascade的回答(7票)】:

火山那里面不是“火”。。里面是岩浆，融化的石头。

如果真的能接触到岩浆，向里面灌入海水的话除了会生成大量蒸汽以外，还会导致岩浆冷却凝结。凝固的岩浆会阻止海水和下层融化的岩浆接触，凝固层够厚的话岩浆会被封死在里面。但是如果还有地质活动的话岩浆很可能会冲破那一层而再次爆发。

单单是从火山口往里面灌海水会有蒸气，但是这蒸汽没办法收集起来。除非你做个火山口那么大的盖子，然后把蒸汽从一个小口引出来。

【骏扬的回答(31票)】:

对于这个问题的解答我可以用一百多年前儒勒.凡尔纳科幻小说三部曲的最后一部——《神秘岛》来解释。尼摩船长弥留之际告诉了赛勒斯林肯岛的秘密，这个小岛因火山而生，却也因火山而亡，“达卡洞（林肯岛上的海底洞窟，退潮时露出洞口，由此可进入探究林肯岛内部地质结构）的中央管道和洞窟之间只隔着一层洞底的石壁，这片石壁上有许多裂缝和洞隙……这些裂隙正在慢慢变宽，它早晚会裂成一条大口子，使火山管道与灌满海水的洞窟相沟通的”。

对于这种现状，作者的解释是这样的：许多人都认为只要开一条通道把水灌进火山里去，就可以使火山熄灭了，但他们不知道这会引起地球局部爆炸的危险，正像锅炉房里的气体遇到高热突然膨胀的情形一样。火山内部洞穴里的热度有几千度高，水灌进去以后立刻就会转化成为气体，这样就会产生一种突然的能量，而这种能量是任何屏障也阻挡不了的。

“等到海水灌进洞窟，穿过中央管道进入荒岛内部沸腾的岩浆那儿去，那时候林肯岛就要炸到填上去了。要是地中海的海水灌倒埃特纳火山里去，西西里岛也会发生这种情形的”——工程师赛勒斯.史密斯原话。

PS：永远不要自作聪明地去试图利用自然。

【包玺的回答(1票)】:

会发生爆炸~ 具体可见凡尔纳著小说《神秘岛》

【郑维的回答(1票)】:

以前往炉子里倒过水，结果炉灰全都漂到棚顶去了。。估计往火山里倒水差不多也是会激起火山灰吧。在一定量的前提下。

【靳晓楠的回答(1票)】:

关于这个问题

个人觉得要考虑量个变量：单位时间内的海水灌入量与火山所处的周围环境

个人不完全同意@骏扬的答案

有一个反例就是：海底火山

更大的可能性不是产生爆炸