说到火山喷发,我们往往并不感到陌生,甚至脑海里会自动生成这样一个画面:一个巨大的黑红色“漏斗”向上喷出高耸入云浓烟和岩浆,遮天蔽日,无情地摧毁周围一切生命和建筑。然而很多人却不知道在那神秘且危险的海洋里也存在火山,并且更加出乎人们预料的是全球约80%的火山活动都是在海底进行的,不过由于火山大多分布在深海,人类对其探索也才不超过10%。那么接下来我将为大家详细的介绍海底火山,揭开他神秘的面纱。
海底火山字如其名就是坐落于浅海和大洋底部的各式各样的火山,是岩浆通过海底地壳裂隙或薄弱处喷出,在海洋中形成的火山构造,其形成核心源于地球板块运动与地幔熔融作用,不同类型的海底火山,形成机制也存在差异。地球表层的岩石板块如同“浮冰”般漂浮在塑性的地幔软流层上,地幔深处的热对流作用带动板块运动,而板块的边界活动及内部特殊热点,是催生海底火山的关键因素。根据构造,海底火山可分为三类分别是:
洋脊火山:形成于大洋中脊,当板块发生扩张时,火山就会喷发在大洋中脊上面,形成一条条几千米长的海底山脉。
海沟火山:形成于海沟,是板块汇聚的边界,也是海洋地壳俯冲消亡的地方。
洋盆火山:形成于大洋盆地内,属于大洋板块内部的火山,是地幔热点喷发岩浆的地方。

(图片来源BBC)
海沟火山形成示意图然而根据火山的活动能力又可以将火山分为三类:
死火山:丧失了喷发能力可能保存完整形态也可能残缺的火山
休眠火山:具有完整的火山形态但处于休眠状态的火山,仍具有喷发能力
活火山:尚在活动或周期性发生喷发活动的火山
了解了海底火山我们或与仍有疑问,在海底全是冰冷的海水,为什么还会有海底火山呢?海底火山又是如何喷发的呢?其实火山并不是有火的山,平常情况下水通过冷却燃烧物或隔绝助燃性气体(例如氧气)实现浇灭火焰,而火山喷发是因板块活动产生高压导致岩浆从地底挤出,海水只能使冷却上升的岩浆使其快速凝固,但无法阻挡岩浆上升,所以海水并不能使火山永久熄灭。火山喷发时岩浆受地幔压力和浮力驱动,突破地壳后即便遇冷,后续岩浆仍会持续涌出,形成持续喷发或多次喷发的现象。随着喷发力度的加大,海水温度在瞬间突破100℃,大量的气泡夹杂着火山灰从海底涌向海面,蔚蓝的大海迅速变得浑浊起来,水面开始翻滚沸腾,被水和岩浆加压的气泡上升时发生爆炸,把海面搅得天翻地覆。由于岩浆甚至由于岩浆的冷却物不断堆积可能会露出水面形成小岛,小岛在高温中快速生长,四周不断冒着滚滚白烟,海底的气泡继续上升,海水形成水柱从小岛缝隙中喷出,大量的气体和水蒸气产生的云雾笼罩在小岛上空,遮天蔽日的景象犹如世界末日般压抑,场面极其壮观——尽管海底火山喷发次数很多,但形成小岛的也是屈指可数。即使形成了小岛,它也会在海水的侵蚀中消失。兴高采烈的来,悄无声息的走。

(图片来源k.sina.com.cn)
以现有的资料来看,目前全世界的海底火山有2万多座,其中大部分坐落于广阔的·太平洋中,但有的科学家预测海底可能暗藏约300多万座火山,其中3.9万座高1000米以上,这个数字不得不让你感到震惊。(小知识:世界上最大的火山是位于太平洋的“大塔穆火山”,面积相当于英国本土,高度达4000米,是一座休眠的热点火山)与主要居住在板块活动边界处的陆地火山不同,海底火山大多分布在大洋中脊与大洋边缘的边界的孤岛处,核心分布区域集中在三大板块关联带,且呈明显带状或链状分布。最密集的是大洋中脊带,以大西洋中脊为代表,这条呈“W”型展布的全球性裂谷总长超8万公里,北起冰岛,南至圣保罗岛,沿线分布着42座活火山,近千年内已发生200多次喷发,是地球“造地”的核心区域。其次是环太平洋“火环”海底段,作为全球火山活动最剧烈的区域,这里集中了全球75%的火山喷发,从太平洋西部的汤加海沟、马里亚纳海沟,到东部的阿留申海沟,形成马蹄形火山带,汤加海底火山、印尼喀拉喀托火山等活跃火山均坐落于此。印度洋则以热点火山和局部中脊火山为特色,东经九十度海岭是典型代表,这条长达5000多公里的巨型海底山脉,由凯尔盖朗地幔热点活动形成,火山活动经历过多次速率变化;留尼汪热点、毛里求斯热点也孕育了多处海底火山及火山岛。整体来看,海底火山分布严格遵循板块运动规律,洋中脊、俯冲带及地幔热点是三大核心聚集区,用通俗语言可概括为“地球的缝合线、碰撞带与深层热源出口”。

(图片来源geo.libretexts.org)
由于海底火山坐落于海底,所以它与陆地火山存在很多方面的差异:
形成过程:海底火山一般是由于地球内部岩浆的喷发,使得海底上积累了大量的火山岩和玄武岩等物质,从而形成海底火山;而陆地火山则是通过地壳板块的运动和碰撞等作用,造成岩石熔融,喷发成火山橄榄石、安山岩等物质,从而形成陆地上的火山。
形态特征:由于海底火山活动的环境等因素,其形态特征与陆地火山有所不同。海底火山常常呈现出平顶或者圆顶状,并且火山口周围会形成海底喷泉、热液通道等独特的生态环境。与此不同的是,陆地火山常常呈现出圆锥形或倾斜的锥形,周围也常常形成大片的熔岩流和火山灰堆积。
喷发形态:海水的巨大压力(深海压力可达数百个大气压)会抑制岩浆飞溅,因此海底火山多为“宁静式喷发”,岩浆缓慢涌出后迅速冷却,形成独特的“枕状熔岩”(形似枕头,质地坚硬);而陆上火山常伴随剧烈爆炸和火山灰喷发。
影响范围:由于所处的环境不同,海底火山喷发的火山灰、岩浆多被海水稀释、冷却,对大气环境影响较小,但局部会导致海水升温、水质变化,引发周边海洋生物迁移或死亡;若喷发剧烈(如近岸海底火山),则可能引发海啸,威胁沿海地区。与此不同的是,陆地火山爆发的情况相对较为平和,其影响范围也相对较小。

(图片来源搜狐视频)
我们已经了解到了海底火山的基本信息,但我相信大多数人仍对火山抱有消极态度,认为火山是灾难的象征。其实没错,海底火山喷发所释放的二氧化硫、二氧化碳等气体,会导致海洋酸化,进而破坏珊瑚和其他钙质生物的生长繁衍。 同时,各种有害物质的释放也会对海洋中的无脊椎动物、鱼类等造成毒害和生物蓄积,进而对整个生态系统产生长期的负面影响。海底火山喷发还有可能导致海啸对人类生产生活造成严重破坏。每次火山喷发也许都代表着”毁灭”,但同时它也赋予了“新生”。在地质方面,海底火山持续的岩浆喷发会让海底火山锥不断升高,若喷发量足够大,火山锥露出海面就形成海岛(如夏威夷群岛、冰岛);同时,火山喷发形成的海底山脉、海岭,构成了海洋地形的基本框架;在生态方面,热液喷口周围虽环境极端(高温、高压、高硫化物),却孕育了独特的“化能合成生态系统”——微生物通过分解硫化物获取能量,支撑着管水母、巨型蛤类、盲虾等生物生存,打破了“万物生长靠太阳”的传统认知,为研究生命起源提供了重要线索;在矿产方面,海底火山喷发会将地幔中的矿物质(如铜、锌、金、银)带到海底,在热液喷口周围沉积形成矿产资源,是未来海洋资源开发的重要方向之一;同时,火山活动释放的二氧化碳、甲烷等气体,参与全球碳循环,调节地球气候。
这股源自地球深处的热力,在冰冷深海中开辟出独特的生命与地质景观,也让海底火山成为地球最神秘、最富活力的自然奇观之一,等待着人类用更先进的技术去探索它的更多秘密。
参考文献
[1]海底岩浆为啥难以冷却[J].科学大观园,2025,(06):5.
[2]张家声,丁志俊.神秘的海底火山[J].百科探秘(海底世界),2025,(03):4-9.
[3]海底火山喷发,有助遏制气候变化[N].新华每日电讯,2010-03-17(007).
[4]任秋凌.海底可能暗藏300多万座火山[N].地质勘查导报,2007-07-19(003).
本文作者:吴兴孟、吴宇轩、吴胜凯。
支持单位:海洋负排放(ONCE)国际大科学计划、厦门大学碳中和创新研究中心。
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