火山：生命的起源之一

辛　华

烈焰熊熊、烟尘滚滚的火山爆发，吞噬了大片土地森林，毁坏村庄城镇，给人类带来巨大的灾难。在过去的500年里，约有几百万人死于火山之灾。2009年3月，在不到5天的时间内，就有汤加的洪阿哈阿帕伊岛附近一座水下火山爆发；美国阿拉斯加的一座火山也开始连续喷发；而在去年5月，位于智利的柴腾火山在经过了9000年的平静之后，也迎来了剧烈的爆发。火山虽然让人畏惧，但火山研究却吸引了无数科学家，他们渴望能够揭开火山恐怖而神秘的面纱。

火山——巨大的反应器

地球深处的高温足以熔化大部分岩石，形成一个熔岩(或叫岩浆)库。岩石熔化时膨胀，当熔岩库里的压力大于它上面地壳的压力时，便向外进发成为一座火山。火山可以被看成一个巨大的反应器：岩浆从酝酿成熟到喷涌而出，中间经过了一系列过程，组成成分一直在发生变化。岩浆喷发出来后，温度和压力开始下降，随之产生物理和化学变化，岩浆就变成了火山岩。

当岩浆从地下喷涌至地表时，气体因压强降低而释放出来。火山气体中大部分是水蒸气，占火山气体的90％左右。其次是二氧化碳，还有一氧化碳、氢气、硫化氢、二氧化硫等。其中不少气体是有毒的，会给大气造成严重污染；有的气体在同温层可以形成气溶胶，对气候产生影响。对火山气体的研究有助于预测火山喷发。例如，在火山爆发之前，岩浆年的气体的逃逸速度常常会改变。

火山喷发出的液体岩浆是构成火山岩的基本物质。火山岩中通常含有十几种主要元素，其中氧元素的含量最高，占总质量的50％左右。二氧化硅是最重要的一种氧化物，其含量通常为50％～75％，其次是三氧化二铝，约为10％～20％，还有氧化铁、氧化亚铁、氧化钙、氧化镁、氧化钠、氧化钾、二氧化钛等。

此外，火山爆发时还产生大量固体火山碎屑，其来源是已凝固的岩浆。

火山喷发的类型和岩浆的化学成分有关。当岩浆二氧化硅含量高时，岩浆的黏度大而流动性小，气体不容易逸散。当内部巨大压力突然释放出来时，往往，产生强烈爆炸现象，火山口喷发很多气体和大小碎屑物。印尼和意大利的火山往往属于这种爆炸式喷发类型；当二氧化硅含量低时，岩浆黏度小而流动性大，气体容易逸散，喷发时以熔岩为主，气体和火山碎屑很少，一般没有明显的爆炸现象。夏威夷的火山皆属这种宁静式喷发类型。

火山——丰富宝藏的源泉

火山喷发虽然给人类带来巨大的灾难，但同时也孕育出丰富的宝藏。火山岩浆里包含着各种矿液，经过一系列复杂的物理化学作用后，凝结富集成多种金属和非金属矿产。像南京的煤山铁矿、安徽马鞍山铁矿、安徽庐枞铁矿，很多地方的明矾矿、硫铁矿、膨润土矿以及中国的四大图章石(福建寿山石、浙江昌化石、浙江青田石、内蒙巴林石)等等都是因火山活动而形成的。

火山是天然的化肥厂。有的活火山地区的居民，甘愿冒着生命危险生活在火山脚下，因为他们舍不得离开这世界上最肥沃的土地。火山灰是极好的天然肥料，它含有多种农作物所需的养分。在著名的维苏威火山附近，意大利人已开设了几家大型化工厂。

利用火山的巨大热能发电也是顺理成章的事情。世界上已有几十座火山热能发电站。长年被冰雪覆盖的冰岛，已有1／5的家庭通过送来的火山蒸汽取暖供热。

诱人的风光和疗养的胜地，更使火山成为旅游目的地中的“热点”。日本的富士山、夏威夷岛的火山群、美国黄石国家公园、法国的维希公园。都以其火山景观名噪于世。我国黑龙江省五大连池是在1719年喷发形成的。那里的火山地貌景观多姿多彩，还有5个明珠般的火山湖。云南腾冲火山群以各种温泉、泉华等火山地貌闻名于世。

1973年，在日本西之岛附近，因海底火山喷发从水下冒出一块陆地，与岛连在一起，日本人马上正式命名为西之新岛，以此增加了0.24平方米千米的领土。夏威夷群岛附近的洛伊希火山顶峰，现在还处于海面之下，但它一直不断地上升，这座活火山一旦露出水面，也将增加一个新岛。

火山——生命的起源途径之一

原始生命从哪里起源?有可能源自火山喷发吗?一些科学家认为这是一种可能的途径，亿万年前的火山作用有可能会导致原始生命的出现。

多年来科学家在研究火山岩时发现，在火山岩的表面有一层很薄的有机物，而这层有机物诞生于火山喷发时火山口上方炙热的蘑菇云中。在火山喷发时，火山口内的气体温度高达1200~C。当这些气体冲出火山口融入火山口上方的蘑菇云后，气体的温度会降至50℃～300℃。在这一过程中，蘑菇云中的氢气、一氧化碳和起催化剂作用的磁铁矿之间会发生剧烈反应，生成简单的有机化合物。当这些有机物落到从火山口溢出并已逐渐冷却的熔岩表面时，便会形成有机物薄层。

在数十亿年前，地球大气中的氧含量比现在少得多，火山喷发时所生成的蘑菇云的温度比现在高大约200℃。这种条件非常有利于蘑菇云中的多种物质之间发生更加复杂的化学反应，合成有机聚合物和氨基酸。这些物质在落到地面，并经过多年的相互作用后，便可合成具有自我复制能力的核糖核酸分子，从而使原始细胞的出现成为可能。

责任编辑庞云