在印度尼西亚爪哇岛东部,有一座奇异的火山,它被称为卡瓦伊真火山(Kawah Ijen),如果你在夜间来到这里,就将有机会看到,这座火山的岩浆,居然是蓝色的,它们沿着山体肆意顺着火山口的斜坡流淌下来,看上去就像是从地下深处倾泻而出的灿烂星河。
不得不说,这样的场景是令人难以置信的,毕竟在我们的印象中,岩浆的颜色应该是红色的,最多也就是偏向橙黄色。既然如此,那这种蓝色的岩浆又是怎么回事呢?其实这是可以解释的。
在自然界中,任何温度高于绝对零度(-273.15摄氏度)的物体都会向外辐射电磁波,随着物体温度的升高,其辐射出的电磁波的波长也会变短,当达到一定程度时,就成为了我们可以直接看到的可见光,呈现出红、橙红、黄、黄白、白、蓝白的渐变过程。
通常情况下,地球上的火山释放出的岩浆,其温度在600摄氏度至1200摄氏度之间(有的超高温岩浆能达到1400摄氏度),这个温度区间,对应的是可见光里的红、橙、黄这几个波段。
而从理论上来讲,一个物体想要通过热辐射发出蓝色的光,其温度需要超过6000摄氏度,作为对比,太阳表面的温度也就是大约5500摄氏度。
在地球的自然条件下,没有任何物质能够承受如此高的温度而不气化,更不用说维持液态流动的形式了,而这也就意味着,卡瓦伊真火山的岩浆所发出的蓝色光芒,根本就不可能是其自身的热辐射产生的。那如果说不是热辐射,又会是什么呢?答案就是:硫的燃烧。
具体来讲,卡瓦伊真火山的火山口附近存在着大量的硫,在下方炽热岩浆的持续加热作用下,会不断生成大量硫蒸气。这些高温硫蒸气通过火山口周围密集分布的喷气孔大量逸出,温度可高达600摄氏度以上。
在硫蒸气从喷气孔喷出并向外扩散的过程中,会经历一个明显的降温过程,而硫的沸点约为445摄氏度,因此在这个过程中,硫蒸气会大量冷凝,转变为仍然处于高温状态的液态硫。
另一方面,硫在空气中的着火温度大约为230至260摄氏度,其温度范围远低于液态硫形成时的实际温度范围。这就意味着,在卡瓦伊真的火山环境中,硫即使已经由气态转变为液态,其温度仍然完全可能高于着火点,只要条件合适,液态硫和硫蒸气在与空气中的氧气接触后,都可以发生燃烧反应。
不过,这些硫刚从地下逸出时,其所处环境通常较为缺氧(因为周围主要充斥着火山自身释放的气体),所以即使温度已经达到甚至超过着火点,它们也不会立刻剧烈燃烧。
在这样的情况下,大量高温液态硫就会在重力作用下向地势较低的区域流淌,当它们进入空气中氧气浓度达到燃烧条件的区域后,才会开始明显燃烧。而一旦开始燃烧,就可以为液态硫持续提供热量,使其在流动过程中能够长时间维持燃烧状态。
因为硫在空气中燃烧会发出蓝色的光芒,所以在夜间的时候,我们就可以看到蓝色的岩浆在流淌。之所以特意指出是“夜间”,其实是因为这种现象本身的亮度并不算高,在白天的时候,强烈的阳光会将其掩盖。
当然了,从严格意义上来讲,岩浆的主要成分应该是硅酸盐,而这种“蓝色的岩浆”的主要成分却是硫,因此它们并不能算是严格意义上的岩浆。
需要指出的是,由于硫的燃烧会产生大量二氧化硫气体,它们会对人类的呼吸系统造成损伤,因此如果你想去卡瓦伊真火山观赏这种自然奇观,就应该做好充分的防护工作,尽量避免在风向不利或气体浓度较高的时段进入火山口区域。
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