图片来源:Thomas Fuhrmann - Own work, CC BY-SA 4.0
撰文 | 阿娴
熔岩应该是红色的——这是火山学的基本常识。但当太阳沉入地平线,印度尼西亚爪哇岛东部的一座火山深处,正在上演一场颠覆认知的奇观。
伊真火山(Kawah Ijen)的矿工们最先发现了这个秘密。当他们提着煤油灯,在深夜的火山口边缘采挖硫磺时,看到了比星空更令人震撼的景象:火山口湖周围许多裂缝和孔洞,从中不断地冒出蓝色的火焰和烟雾,如同地狱深处被点燃的鬼火。
当火山喷发时,熔岩就会喷洒出来,蜿蜒流动,之后会慢慢冷却凝固变成火成岩。|阿娴
熔岩是从火山或地壳裂缝中喷出地表的高温液态的熔融岩石,其温度极高,通常在700℃到1200℃,有的甚至能到1400℃。根据物理里的黑体辐射定律,任何温度高于绝对零度(-273.15℃)的物体都会向外辐射电磁波,温度越高,辐射的电磁波波长越短、亮度越强。当物体温度达到几百摄氏度时,辐射的电磁波就会进入可见光波段,发出的光就能被我们肉眼看到。
因此,在极高的温度下,熔岩会发出耀眼的白光,随着冷却,颜色会依次变为黄色、橙色和红色,最终冷却凝固成深红色、黑色或灰色。所以严格来说,纯净的、仅由高温热辐射产生的蓝色熔岩,在地球上并不存在。
那伊真火山口这片诡谲的蓝紫色光芒,到底从何而来?答案藏在这座火山独有的宝藏里——硫黄。
这是工人在印度尼西亚东爪哇伊真火山口的开采硫黄的场景,这份工作每天大约能挣到13美元,但工作环境艰苦,周围升腾着有毒烟雾、工人缺乏防护装备,还有高空坠落的风险。|Candra Firmansyah
伊真火山是一座典型的酸性火山,拥有世界上最大的酸性火山口湖,湖水富含硫酸,酸度极高,呈现出鲜艳的绿松石色。其岩浆与周围含硫酸盐的围岩发生反应,会释放出大量富含二氧化硫(SO₂)和硫化氢(H₂S) 的高温气体。
这些气体顺着火山裂隙渗透到地表附近,温度通常超过600°C。而火山口的环境,恰好给了这些气体“点燃”自己的机会:火山内部的余热常年维持在极高温度,硫化氢气体接触空气后,先被氧化生成单质硫黄颗粒;这些硫黄颗粒随即被高温引燃,发生剧烈的氧化反应——也就是我们看到的蓝紫色火焰现象。
湖水酸性极强(pH值约0.5),颜色翠绿。|Candra Firmansyah, CC BY-SA 4.0
和普通火焰不同,硫黄燃烧时发出的光,是典型的蓝紫色波段。这是因为硫黄分子在燃烧过程中,电子会从高能级跃迁到低能级,释放出的能量恰好对应可见光里的蓝光和紫光波长。
而那些被大家误认成蓝色熔岩的部分,其实是液态硫黄,而不是真正的岩浆。硫黄的熔点极低(硫的熔点为115°C),部分硫黄熔化成液态,会顺着岩石斜坡流淌而下,如同熔岩流一般,发出幽幽的蓝色光芒。这等奇景当然也吸引了不少外国游客,他们需要穿戴好用来过滤火山灰和硫磺蒸气的防护面具,佩戴头灯,并在夜间抵达火山口附近。
图源ins-balijunglecamping
但火山的“双面性”远不止于此。当我们为蓝色熔岩的景观所震撼时,更不能忘记,火山喷发所释放的能量,还可能催生最具破坏性的自然现象。
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参考资料:
[1]https://en.wikipedia.org/wiki/Ijen
[2]https://www.zmescience.com/other/geopicture/blue-lava-kawah-ijen-rep/
[3]https://www.nationalgeographic.com/science/article/140130-kawah-ijen-blue-flame-volcanoes-sulfur-indonesia-pictures
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