火山碎屑流

火山碎屑流是某些火山爆發後的一種常見而極具毀滅性的現象，為快速流動的熾熱的氣體、灰和岩石（被稱為火山灰或火山碎屑），可從火山以每小時700公里的速度向外噴出。氣體溫度通常是在攝氏800~1000度。火山碎屑流通常順火山斜坡向下運動，速度取決於其密度、噴發速度與山坡的傾斜度。

菲律賓馬榮火山的火山碎屑流，1984年

發現史

來自主教凝灰岩（英語：Bishop Tuff）的岩石，左側未壓縮，帶有浮岩； 右側用火焰壓縮

1902年，加勒比海法屬馬提尼克的培雷火山噴發，溫度超過1,075℃的火山碎屑流在一分鐘內就覆蓋整個聖皮埃爾，瞬間點燃所有可燃物，導致超過三萬人剎那間喪生。培雷火山爆發的研究，標誌現代火山學開始，科學家首次認識到火山碎屑流這種自然現象，安托萬·拉克魯瓦（Antoine Lacroix）是第一個描述火山碎屑流現象的地質學家^[1]。

成因

• 普林尼式火山噴發的噴發柱的來源耗盡（Fountain collapse）。噴出的物質加熱了四周的空氣，其混合物因對流運動升上許多千米高的大氣層。但如果噴出氣流不能充分加熱四周的空氣，對流運動將不足以提供足夠動力把火山噴出煙柱送上高空，其混合物則會沿着火山斜坡滾落下去。
• 武爾卡諾型火山噴發的噴發柱的來源耗盡（Fountain collapse）。火山噴出的氣體與其他噴出物形成緻密的雲狀物質造成了火山碎屑流。
• 火山口噴出熔岩排氣時形成的熔結凝灰岩。
• 熔岩穹丘重力垮塌。花崗岩等含有二氧化硅的岩石形成粘稠的岩漿，在火山口堆砌成不穩定的熔岩穹丘，穹丘崩塌時便會產生碎屑流（如蘇弗里埃爾火山1997年的噴發，致死19人。）
• 側噴發（英語：Lateral eruption），快速變為一場重力流。

規模與威力

一位科學家在1980年噴發的聖海倫斯火山碎屑流現場檢查浮岩。

火山碎屑流的體積從幾百立方米到超過一千立方公里，雖然這個尺度的事件在最近幾十萬年未發生。通常的火山碎屑流有1到10立方公里，流經數千米。碎屑流通常包括兩部分：貼地的底層流（basal flow）包含更大更粗糙的火山礫與岩石碎塊，其上漂浮着極熱的煙雲，由於碎屑流與周圍較冷的空氣之間的混合與加熱導致的擴散與對流。^[2]

奔涌的火山礫的動能將掃平沿途的樹木與建築。高速並炙熱的煙塵氣體將瞬間致死一切生物。

火山碎屑流遇到水面，其中的緻密的火山礫與岩石碎塊會落入水體，加熱水體形成大量蒸汽，使得火山碎屑流中更輕的煙雲更為壯大，以更快速度奔流更遠。1883年印尼的喀拉喀托火山爆發形成的火山碎屑流跨過48公里海面抵達了蘇門答臘島。^[3][4]

火山碎屑流遇到大量水體會形成火山泥流。

月球表面的月溪，被認為是火山碎屑流的遺跡。^[5]

參見

參考文獻

1. Scarth, Alwyn. La Catastrophe. Oxford. 2002: 207.
2. Myers, and Brantley (1995). Volcano Hazards Fact Sheet: Hazardous Phenomena at Volcanoes, USGS Open File Report 95-231
3. Freundt, Armin. Entrance of hot pyroclastic flows into the sea: experimental observations. Bulletin of Volcanology. 2003, 65: 144–164. Bibcode:2002BVol...65..144F. doi:10.1007/s00445-002-0250-1.
4. Camp, Vic. KRAKATAU, INDONESIA (1883). How Volcanoes Work. Department of Geological Sciences, San Diego State University. 2006-03-31. （原始內容存檔於2014-12-16）..
5. Cameron, W. S. (1964), An Interpretation of Schröter's Valley and Other Lunar Sinuous Rills, J. Geophys. Res., 69(12), 2423–2430, doi:10.1029/JZ069i012p02423.

• Sigurdson, Haraldur: Encyclopedia of volcanoes. Academic Press, 546-548. ISBN 978-0-12-643140-7.

外部連結

• Pyroclastic Flows video