往火山口里不斷地注入海水會(huì)發(fā)生什么？

2014.11.05

關(guān)注

海底火山噴發(fā)的溶巖表層在海底就被海水急速冷卻，有如擠牙膏狀，但內(nèi)部仍是高熱狀態(tài)。海底火山產(chǎn)生的巖漿約占全年總量的75%。

【Smallay的回答(67票)】:

首先，反對(duì) 駿揚(yáng) 的答案，雖然里面有部分結(jié)論是真實(shí)的。

火山口在海水中會(huì)發(fā)生什么？

如另一些答案所說，這個(gè)問題可以參看海底火山中，海水與巖漿之間的相互作用。

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

海底火山噴發(fā)的溶巖表層在海底就被海水急速冷卻，有如擠牙膏狀，但內(nèi)部仍是高熱狀態(tài)。海底火山產(chǎn)生的巖漿約占全年總量的75%。

巖漿徹底冷卻后，通常會(huì)產(chǎn)生“枕狀熔巖”。引用http://baike.baidu.com/view/484219.htm：

枕狀熔巖呈橢球狀，并疊加在一起?！庑螠唸A，狀似枕頭。是熔巖在水中迅速冷卻、凝結(jié)而成。

枕狀熔巖是非常理想的環(huán)境指示器。通常在巖層中發(fā)現(xiàn)枕狀熔巖時(shí)，即可判斷該巖層當(dāng)時(shí)處于水環(huán)境之中。由于火山巖漿是由地幔軟流圈層源源不斷地產(chǎn)生的，因此海水并不會(huì)使火山口“熄火”。如果有足夠的巖漿補(bǔ)充，那巖漿冷卻堆積起來之后有可能超過海面，形成火山島；如果由于大地運(yùn)動(dòng)的變化，巖漿不再從此火山口噴發(fā)，那海水與巖漿的相互作用就會(huì)中止。

往火山口里注入海水會(huì)發(fā)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樣，形成枕狀熔巖呢？答案是否定的。

枕狀熔巖的形成，還需要另一個(gè)重要的條件——深海。引用http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%81%AB%E5%B1%B1：

在深海中：水壓極大，無法產(chǎn)生爆炸，而且熔巖急速被海水冷卻，形成枕狀熔巖是其特征。

而如果在淺海、河川中發(fā)生火山噴發(fā)，有可能形成猛烈的爆炸，稱為hydrovolcanic eruption（水火山式噴發(fā)）。個(gè)人無責(zé)任翻譯一段http://www.geology.sdsu.edu/how_volcanoes_work/Hydrovolcanic.html：

高爆炸性是水火山式噴發(fā)的一個(gè)顯著特征。當(dāng)水被加熱后，迅速變成蒸汽，引起體積爆發(fā)性地增長(zhǎng)，將巖漿擊碎成為具有相當(dāng)細(xì)密紋理的火山灰。

但是請(qǐng)注意，以上的hydrovolcanic eruption只是一種可能性，其產(chǎn)生需要符合一些條件。如果不滿足其條件的時(shí)候：

如果注入的水量不夠，拿著一根小水管就往火山口里灑水，很明顯水在與巖漿發(fā)生接觸之前早就變成熱水蒸氣然后在空氣中上升了，不會(huì)發(fā)生任何爆炸；
hydrovolcanic eruption強(qiáng)調(diào)的是火山噴發(fā)過程中遇到水的情況。那向未噴發(fā)的火山口中注水會(huì)發(fā)生什么情況呢？——估計(jì)沒有人去做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。個(gè)人猜測(cè)，有可能在火山下次噴發(fā)的時(shí)候再發(fā)生爆炸；也可能變成下面所述情況3：
仍然是http://www.geology.sdsu.edu/how_volcanoes_work/Hydrovolcanic.html的個(gè)人翻譯：

（但是）當(dāng)火山繼續(xù)噴發(fā)的時(shí)候，在主火山口上升的巖漿與水發(fā)生相互作用后溫度降低，會(huì)使得爆炸效應(yīng)逐漸減弱，逐漸變?yōu)榈湫偷腟tromboli式噴發(fā)（不規(guī)則地間隔性噴發(fā)，伴有發(fā)光現(xiàn)象——譯注）。

可以在火山口中使用水蒸氣發(fā)電嗎？其實(shí)，當(dāng)我們使用水蒸氣發(fā)電時(shí)，我們利用的并不是火山口本身，而是火山巖漿帶來的熱能。從這個(gè)角度上，有比火山口更適宜使用地?zé)岚l(fā)電的地點(diǎn)，那就是地?zé)岙惓^(qū)。引用http://baike.soso.com/v6476707.htm：

指地表熱流量顯著高于地球熱流平均值的地區(qū)?！惓^(qū)的面積則可能達(dá)到幾平方千米，熱流量的水平變化取突變形式，垂向地?zé)崽荻仍?米距離外就可能出現(xiàn)變化。

地?zé)岚l(fā)電通常都是使用水蒸氣。引用http://www.baike.com/wiki/%E5%9C%B0%E7%83%AD%E5%8F%91%E7%94%B5：

地?zé)岚l(fā)電利用液壓或爆破碎裂法將水注入到巖層中，產(chǎn)生高溫水蒸氣，然后將蒸汽抽出地面推動(dòng)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而發(fā)電。……簡(jiǎn)而言之，地?zé)岚l(fā)電實(shí)際上就是把地下的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，然后再將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿哪芰哭D(zhuǎn)變過程。

地?zé)岙惓^(qū)有可能與火山相關(guān)，也可能沒有火山活動(dòng)參與，只由大地構(gòu)造產(chǎn)生。中國目前正在開采的地?zé)豳Y源大部分處于西藏和川藏交界區(qū)。西藏羊八井地?zé)犭娬臼侵袊畲蟮牡責(zé)犭娬荆?997年數(shù)據(jù)，引用自http://www.baike.com/wiki/%E5%9C%B0%E7%83%AD%E5%8F%91%E7%94%B5）。如果在火山口附近巖層中使用地?zé)岚l(fā)電，則需要關(guān)注火山的不確定性，防止火山噴發(fā)等因素影響到發(fā)電的穩(wěn)定性。要直接在火山口中發(fā)電，其危險(xiǎn)性是大于其收益的，我覺得沒有必要這么做。

【Cascade的回答(7票)】:

火山那里面不是“火”。。里面是巖漿，融化的石頭。

如果真的能接觸到巖漿，向里面灌入海水的話除了會(huì)生成大量蒸汽以外，還會(huì)導(dǎo)致巖漿冷卻凝結(jié)。凝固的巖漿會(huì)阻止海水和下層融化的巖漿接觸，凝固層夠厚的話巖漿會(huì)被封死在里面。但是如果還有地質(zhì)活動(dòng)的話巖漿很可能會(huì)沖破那一層而再次爆發(fā)。

單單是從火山口往里面灌海水會(huì)有蒸氣，但是這蒸汽沒辦法收集起來。除非你做個(gè)火山口那么大的蓋子，然后把蒸汽從一個(gè)小口引出來。

【駿揚(yáng)的回答(31票)】:

對(duì)于這個(gè)問題的解答我可以用一百多年前儒勒.凡爾納科幻小說三部曲的最后一部——《神秘島》來解釋。尼摩船長(zhǎng)彌留之際告訴了賽勒斯林肯島的秘密，這個(gè)小島因火山而生，卻也因火山而亡，“達(dá)卡洞（林肯島上的海底洞窟，退潮時(shí)露出洞口，由此可進(jìn)入探究林肯島內(nèi)部地質(zhì)結(jié)構(gòu)）的中央管道和洞窟之間只隔著一層洞底的石壁，這片石壁上有許多裂縫和洞隙……這些裂隙正在慢慢變寬，它早晚會(huì)裂成一條大口子，使火山管道與灌滿海水的洞窟相溝通的”。

對(duì)于這種現(xiàn)狀，作者的解釋是這樣的：許多人都認(rèn)為只要開一條通道把水灌進(jìn)火山里去，就可以使火山熄滅了，但他們不知道這會(huì)引起地球局部爆炸的危險(xiǎn)，正像鍋爐房里的氣體遇到高熱突然膨脹的情形一樣?；鹕絻?nèi)部洞穴里的熱度有幾千度高，水灌進(jìn)去以后立刻就會(huì)轉(zhuǎn)化成為氣體，這樣就會(huì)產(chǎn)生一種突然的能量，而這種能量是任何屏障也阻擋不了的。

“等到海水灌進(jìn)洞窟，穿過中央管道進(jìn)入荒島內(nèi)部沸騰的巖漿那兒去，那時(shí)候林肯島就要炸到填上去了。要是地中海的海水灌倒埃特納火山里去，西西里島也會(huì)發(fā)生這種情形的”——工程師賽勒斯.史密斯原話。

PS：永遠(yuǎn)不要自作聰明地去試圖利用自然。

【包璽的回答(1票)】:

會(huì)發(fā)生爆炸~ 具體可見凡爾納著小說《神秘島》

【鄭維的回答(1票)】:

以前往爐子里倒過水，結(jié)果爐灰全都漂到棚頂去了。。估計(jì)往火山里倒水差不多也是會(huì)激起火山灰吧。在一定量的前提下。

【靳曉楠的回答(1票)】:

關(guān)于這個(gè)問題

個(gè)人覺得要考慮量個(gè)變量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的海水灌入量與火山所處的周圍環(huán)境

個(gè)人不完全同意@駿揚(yáng)的答案

有一個(gè)反例就是：海底火山

更大的可能性不是產(chǎn)生爆炸