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基督复临安息日会青年荣誉答案书/自然/火山

来自维基教科书,开放的书籍,开放的世界
火山
自然
佛罗里达会议
技能等级 1
介绍年份:2007 年
目录

1. 什么是火山学,火山学家做什么?

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火山学(也拼写为火山学)是对火山熔岩岩浆和相关地质现象的研究。术语火山学源于拉丁语单词Vulcan罗马神火神。火山学是地质学的一个分支。
火山学家是研究火山形成及其现在和历史喷发的人。火山学家经常访问火山,尤其是活火山,以观察火山喷发,收集喷发产物,包括火山碎屑(如火山灰浮石)、岩石熔岩样本。一个主要的调查重点是预测喷发;目前还没有准确的方法来做到这一点,但预测喷发,就像预测地震一样,可以挽救许多人的生命。

2. 描述五种类型的火山

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a. 复合型

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一座层状火山剖面图
w:复合型火山
w:火山#层状火山
层状火山是高耸的圆锥形山脉,由熔岩流和其他喷出物交替层叠而成,这些层叠构成了这个名称的来源。层状火山也被称为复合型火山。经典例子包括日本的富士山、菲律宾的马荣火山以及意大利的维苏威火山和斯特龙博利火山。

b. 火山渣锥

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典型火山渣锥内部结构示意图
w:火山渣锥(火山)
w:火山#火山渣锥
火山锥或火山渣锥是由喷发形成的,喷发主要喷出少量火山渣和火山碎屑(两者都类似于火山渣,因此得名)。这些可能是相对短命的喷发,会产生一个锥形山丘,高度可能在 30 到 400 米之间。大多数火山渣锥只喷发一次。火山渣锥可以作为较大火山的侧翼通风口形成,也可以单独存在。墨西哥的帕里库廷和亚利桑那州的日落陨石坑是火山渣锥的例子。

c. 盾状火山

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盾状火山
w:火山#盾状火山
夏威夷和冰岛是火山喷出大量玄武岩熔岩的地方,这些熔岩逐渐形成一座带有盾状轮廓的宽阔山脉。它们的熔岩流通常非常热,流动性很强,有助于形成长流。地球上最大的熔岩盾,冒纳罗亚,从海底上升超过 9,000 米,直径 120 公里,与冒纳凯阿和基拉韦厄等其他盾状火山一起构成了夏威夷大岛的一部分。奥林匹斯山是火星上最大的盾状火山,也是太阳系中已知最高的山峰。盾状火山的较小版本包括熔岩锥和熔岩丘。
平静的喷发将玄武岩熔岩分散成平坦的层。这些层的堆积形成了一个宽阔的火山,称为盾状火山,其侧面坡度平缓。盾状火山的例子是夏威夷群岛。

d. 火山口

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火山口湖,俄勒冈州
w:破火山口火山
破火山口是一种火山特征,是由火山喷发后地表塌陷形成的。它们经常与火山口混淆。 "破火山口"一词来自西班牙语,意思是 "大锅"。

e. 裂隙

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火山裂隙和熔岩通道。
w:裂隙喷口
裂隙喷口,也称为火山裂隙,是指熔岩喷发的线性火山喷口,通常没有爆炸活动。喷口通常宽几米,长几公里。裂隙喷口会导致大量的溢流玄武岩和熔岩通道。这种类型的火山通常难以从地面和太空中识别,因为它没有中央破火山口,表面大部分是平坦的。火山通常可以被看作是地表或海底的裂缝。狭窄的裂隙可以被熔岩填满并硬化。随着侵蚀移除其周围环境,熔岩块可能会像岩脉一样突出地面。裂隙喷口通常位于或沿着裂谷,例如冰岛和非洲的东非大裂谷。

3. 能够在工作表或自己绘制的图纸上标出火山的各个部分。

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火山:
1. 大型岩浆房
2. 基岩
3. 火山通道(管道)
4. 基底
5. 侵入岩层
6. 支管
7. 火山喷发的火山灰层
8. 山坡
9. 火山喷发的熔岩层
10. 火山口
11. 副火山锥
12. 熔岩流
13. 喷口
14. 火山口
15. 火山灰云
a. 火山口
b. 山顶
c. 基底
d. 火山通道
e. 岩脉
f. 火山口
g. 喷口
h. 岩浆库

4. 描述不同类型的熔岩。画出每种类型的图片。

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a. 绳状熔岩流

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绳状熔岩流的“脚趾”横跨道路前进
绳状熔岩(也拼写为 pahoehoeIPA: /pəˈhəʊɪhəʊi/,夏威夷英语,来自夏威夷语,意思是 "光滑,无断裂的熔岩")是玄武岩熔岩,具有光滑,波浪形,起伏或绳状的表面。这些表面特征是由于非常流动的熔岩在凝固的表面地壳下运动造成的。
绳状熔岩流通常像一系列小的裂片和脚趾一样前进,这些裂片和脚趾不断从冷却的地壳中破裂出来。也形成熔岩管,在该熔岩管中,最小的热量损失保持较低的粘度。绳状熔岩流的表面纹理变化很大,呈现出各种奇形怪状,通常被称为熔岩雕塑。随着离源头距离的增加,绳状熔岩流可能会变成ʻaʻā熔岩流,这是由于热量损失和随后粘度的增加造成的。绳状熔岩的温度通常为 1100 到 1200 °C。

b. ʻAʻā 熔岩流

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发光的 ʻaʻā 熔岩流前锋在美国夏威夷基拉韦厄的海岸平原上,越过绳状熔岩流前进。
ʻAʻā(也拼写为 aa,aʻa,ʻaʻa 和 a-aa,IPA: /ˈʔɑʔɑː/,夏威夷英语,来自夏威夷语,意思是 “多石的,有粗糙熔岩”,但也指 “燃烧” 或 “燃烧”)是三种基本熔岩流类型之一。 ʻAʻā 是以粗糙或碎石状表面为特征的玄武岩熔岩,该表面由称为熔渣的碎裂熔岩块组成。
ʻaʻā 熔岩流的松散,破碎,锋利,多刺的表面使行走变得困难而缓慢。碎石状表面实际上覆盖着巨大的致密核心,这是熔岩流最活跃的部分。当核心中的粘稠熔岩向下坡移动时,熔渣会沿着表面被带走。然而,在 ʻaʻā 熔岩流的前缘,这些冷却的碎片从陡峭的前部滚落,并被前进的熔岩流掩埋。这会在 ʻaʻā 熔岩流的底部和顶部产生一层熔岩碎片。
ʻaʻā 熔岩流上常见的堆积熔岩球大小可达 3 米(10 英尺)。 ʻAʻā 通常比绳状熔岩(通常只拼写为 pahoehoe)粘度更高。如果绳状熔岩由于遇到障碍物或陡坡而变得湍流,它可能会变成 ʻaʻā。
锋利,有角度的纹理使 ʻaʻā 成为强大的雷达反射器,并且可以很容易地从轨道卫星上看到(在麦哲伦图片中很亮)。
ʻAʻā 熔岩的喷发温度通常为 1000 到 1100 °C。

c. 块状熔岩

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熔岩表面呈棱角状块,与具有安山岩和流纹岩成分的物质相关联。

d. 枕状熔岩

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枕状熔岩(NOAA)
枕状熔岩是熔岩从海底火山喷口喷出或熔岩流进入海洋时通常形成的岩石类型。粘稠的熔岩在与水接触后立即获得坚固的外壳,并且随着更多熔岩从前进的熔岩流中喷出,该外壳会破裂并渗出额外的大的块状或“枕状”熔岩。由于大多数地球表面被水覆盖,并且大多数火山位于水附近或水下,因此枕状熔岩非常常见。可以在Llanddwyn 岛看到此类示例。

5. 定义以下术语

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a. 火山碎屑物质

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火山碎屑岩或火山碎屑物(源自希腊语 πῦρ,意思是火,和 κλαστός,意思是破裂)是完全或主要由火山物质组成的碎屑岩。火山碎屑沉积物通常与爆炸性火山活动有关 - 例如普林尼式或克拉克托式喷发风格,或汽水喷发 - 这些火山碎屑沉积物通常由从火山本身喷出的空气中的火山灰,火山砾和火山弹或岩块组成,与破碎的围岩混合在一起。

1. 火山弹

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纺锤状熔岩弹。卡佩利诺斯火山,亚速尔群岛法亚尔岛。
w:火山弹
火山弹是直径大于 65 毫米(2.5 英寸)的熔融岩石(火山碎屑)小球,是在火山喷发时喷出粘稠的熔岩碎片时形成的。它们在到达地面之前会冷却成固体碎片。火山弹可以被从喷发口抛出数公里,并且在飞行过程中通常会获得空气动力学形状。火山弹可能非常大;日本浅间火山 1935 年的喷发喷出了直径为 5-6 米的火山弹,最远距离喷发口 600 米。
火山弹是一种重大的火山危害,会对喷发区的人造成严重伤害甚至死亡。1993 年哥伦比亚加勒拉斯火山发生过一起此类事件;当火山出乎意料地喷发时,山顶附近的六人丧生,多人重伤。

2. 岩块

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w:火山岩块
火山岩块是尺寸大于 64 毫米的岩石碎片,以固态喷发。
岩块是由先前喷发的物质或围岩形成的,因此大部分是次生或意外来源。岩块也会由于火山弹的撞击和破裂而产生(火山弹是具有流线型外观的岩块,通常以熔融状态喷出)。火山弹也可能由于喷发期间在喷口上或上方形成的熔岩穹顶的地壳破坏而产生。

3. 火山渣

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w:火山渣
火山灰是冷却的火山碎屑物质(熔岩或岩浆)的碎片。火山灰可以是侵入性火成岩(岩浆在地球内部冷却)或喷出性火成岩(熔岩在地球外部冷却)。火山灰类似于浮石,浮石有许多空洞,密度很低,可以漂浮在水上。浮石或火山灰被用于肥皂、旱地造景、覆盖物和岩石花园。

4. 浮石

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浮石非常轻
火山灰非常多孔,可以在水中漂浮。
w:浮石
浮石是一种高度气孔状的火山碎屑喷出性火成岩,由中等至含硅的岩浆形成,包括流纹岩、粗面岩和响岩。浮石的颜色通常很浅,从白色、淡黄色、灰色、灰褐色到暗红色不等。大多数情况下,它是白色的。作为一种喷出岩,它是由火山喷发形成的。浮石的平均孔隙率为 90%。浮石形成于火山碎屑物质被喷射到空中时,形成包含大量气泡或空腔的泡沫,熔岩迅速凝固,空腔被保留在岩石中。

b. 火山碎屑流

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w:火山碎屑流
火山碎屑流(也称为炽热云)是某些火山喷发的一种常见而毁灭性的结果。火山碎屑流是快速移动的热气体、火山灰和岩石(统称为火山碎屑)的流体化体,可以以高达 700 公里/小时的速度远离火山喷口。气体通常温度高达 1000 摄氏度。火山碎屑流通常贴近地面,在重力的作用下向下流动,其速度取决于坡度的梯度和火山碎屑流的大小。

c. 泥石流

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w:泥石流
泥石流是一种由火山碎屑物质和水组成的泥流,通常从火山向下流动,通常沿着河流谷地流动。术语“泥石流”起源于印度尼西亚。
泥石流的稠度类似于混凝土:流动时像液体,停止时像固体。泥石流可能非常巨大:5600 年前由华盛顿州雷尼尔山产生的奥西奥拉泥石流在怀特河峡谷中形成了 180 米(600 英尺)深的泥墙,并延伸到超过 320 平方公里的区域。

d. 岩浆

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w:岩浆
岩浆(复数:岩浆和岩浆)是位于地球(或任何其他类地行星)表面之下的熔融岩石,通常聚集在岩浆房中。岩浆可能包含悬浮的晶体和气泡。根据定义,所有火成岩都是由岩浆形成的。
岩浆是一种复杂的、高温的流体物质。大多数岩浆的温度在 700 摄氏度到 1300 摄氏度之间,但非常罕见的碳酸岩熔体可能低至 600 摄氏度,而科马提岩熔体可能高达 1600 摄氏度。大多数是硅酸盐溶液。

e. 侵入岩

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由岩浆在地球表面下方侵入和结晶而形成的构造。

f. 热点

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火山作用、高热流和地壳隆起区域,跨度数百公里。

6. 解释火山如何喷发。

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喷发始于岩浆房的压力迫使岩浆向上穿过火山通道,并从火山的喷口喷出。当岩浆房被完全填满时,喷发类型部分取决于岩浆中气体和二氧化硅的含量。二氧化硅的含量决定了岩浆的粘性(粘度水平),而水提供了蒸汽的爆炸潜力。障碍物也会影响喷发类型。当火山管道被塞子或浮石堆积物堵塞时,管道内的压力会积聚到非常高,导致爆炸。
当岩浆到达地球表面时,它被称为熔岩。它可能会以温和的熔岩流的形式流出,或者猛烈地喷射到空中。从火山内部撕裂的岩石或被气体撕裂的岩石可能会与熔岩一起被喷射到空中。从火山中喷出的岩石被称为火山碎屑岩。岩石碎片以各种形状和大小落回地球。

7. 定义火山活动的四个级别

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一种流行的岩浆火山分类方法是根据它们的喷发频率,那些定期喷发的火山称为活火山,那些在历史时期曾喷发但现在处于休眠状态的火山称为休眠火山,而那些在历史时期没有喷发的火山称为死火山。然而,这些流行的分类——尤其是“死火山”——对科学家来说实际上没有意义。他们使用分类来指代特定火山的形成和喷发过程以及由此产生的形状,如上所述。

a. 活火山

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活火山不断喷发。

b. 间歇性火山

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间歇性火山相当定期地喷发。

c. 休眠火山

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休眠火山处于非活动状态,但时间还不够长,无法确定它们是否会再次喷发。

d. 死火山

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死火山自有记录的历史以来一直处于非活动状态。

8. 什么是环太平洋火山带?它在哪里?

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环太平洋火山带
w:环太平洋火山带
在已发现的 800 多座活火山中,大多数位于海洋盆地的边缘——最显著的是沿被称为环太平洋火山带的环太平洋带。这个活跃区域包括一个大陆火山链,主要由复合火山组成。
环太平洋火山带是一个地震和火山喷发频繁的区域,环绕着太平洋盆地。它呈 40,000 公里马蹄形,与几乎连续的海洋海沟、岛弧和火山山脉和/或板块运动相关。它有时被称为环太平洋带或环太平洋地震带。世界上 90% 的地震和 81% 的最大地震发生在环太平洋火山带。

9. 描述夏威夷群岛是如何形成的,以及它们目前仍在形成。

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夏威夷群岛是由于太平洋板块在看似静止的热点上移动而形成的。夏威夷岛仍在形成,因为地幔柱在热点下方向上隆起。夏威夷岛是夏威夷群岛中最年轻的岛屿,而考艾岛则是夏威夷群岛中最大的岛屿中最古老的。

10. 研究圣海伦火山或你选择的其他火山。写一份你所发现内容的1页报告。

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圣海伦火山位于美国华盛顿州西南部,距离俄勒冈州波特兰东北约50英里。它位于喀斯喀特山脉。它于1792年以圣海伦子爵的名字命名。太平洋西北部的美国印第安人称它为“Louwala-Clough”或“冒烟的山”。这座火山在19世纪中期曾活跃过,但本世纪的大多数人都没有把它视为威胁。事实上,这座山覆盖着积雪,非常美丽。山上的森林和山脚周围的森林里充满了野生动物。在火山的山脚下是精神湖,这是一个清澈的山间湖泊,非常适合钓鱼和划船。
1980年春天,一切都改变了。首先,发生了一系列地震,然后是一次或两次震耳欲聋的爆炸。圣海伦火山开始喷出灰烬和蒸汽。火山上形成了两个陨石坑,还发生了雪崩和冰川崩塌,这些雪崩和冰川崩塌被灰烬染黑。在接下来的两个月里,火山继续活动,像炉子上的锅一样咕嘟咕嘟地冒着泡。然后,在1980年5月18日,火山突然爆发。火山的一部分坍塌,变成了一个巨大的滑坡,最终覆盖了大约24平方英里的区域。火山内部的压力也突然释放出来。巨大的岩石、灰烬和热气爆炸,摧毁了火山北部约230平方英里的区域。在南部,灾区要小得多。科学家们计算出爆炸开始时的速度约为每小时220英里,但后来增加到约每小时670英里。爆炸声远在蒙大拿州、爱达荷州、加拿大和加州都听到了。
火山爆发造成57人死亡,多人受伤。许多建筑物被掩埋,200多所房屋和小屋被毁。数万英亩的优质森林以及休闲场所、道路和步道被毁或严重受损。185英里以上的公路和道路被毁或严重受损。40亿块木板的木材被损坏或毁坏,许多动物,包括鹿、麋鹿和熊被杀。许多小型动物,如啮齿动物、青蛙和小龙虾,由于它们在地下或水面以下,设法幸存下来。虽然火山灰摧毁了该地区许多农作物,但火山灰将来可能会为土壤提供有益的化学养分。
圣海伦火山信息由美国地质调查局/内政部提供。

其他有趣的火山

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其他有趣的火山包括

  • 1991年皮纳图博火山爆发(菲律宾)
  • 1883年喀拉喀托火山爆发(印度尼西亚)
  • 公元79年维苏威火山爆发(意大利)
  • 1669年埃特纳火山爆发(意大利)
  • 1994年波波卡特佩特火山爆发(墨西哥)
  • 1815年坦博拉火山爆发(印度尼西亚,历史上最强大的火山爆发)
  • 公元181年陶波火山爆发(新西兰,过去5000年最强大的火山爆发)。

11. 在圣经中找到一段关于火山的经文。(提示:使用现代版本。)

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(用一些想象力)

诗篇 104:31-32
神的荣耀——愿它永远长存!愿神喜悦他的创造!他扫一眼地球,就会引发地震,指着山峰,火山就会喷发。


诗篇 144:5 (NIV)
耶和华啊,求你裂开诸天,降临,触动山岳,使它们冒烟


申命记 4:10-13 (NIV)
10你要记念你在何烈山耶和华你神面前站着的那日,耶和华对我说:“你要聚集百姓到我面前,好叫他们听我的话,学习敬畏我,他们在地上所生的日子,都要敬畏我,并要把这些话教训他们的子孙。”

11你们靠近,站在山脚下,那山冒着火焰直到天顶,有浓烟和黑云12耶和华在火中向你们说话,你们听见声音,却没有看见形象,只有声音。13他将他的约,就是十诫,宣告给你们,他吩咐你们遵守这些诫命,又将它们刻在两块石板上。


12. 制作你自己的火山3D模型

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有许多方法可以实现这个要求。一个非常简单的方法是下载这个PDF,这是一个可以打印、剪切和粘贴在一起的3D模型。

你也可以使用纸巾或卫生纸卷的管子、一些报纸、一个纸板底座和一些纸浆来制作一个火山模型。

参考资料

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华夏公益教科书