纯科学”项目不会带来明确利益的情况下，还应该继续给物理学投入吗？......
2024-11-12 232
《侏罗纪世界2》里，欧文跑赢岩浆这事儿科学吗？
来源：互联网
2024-11-12 23:30:21 版权归原作者所有，如有侵权，请联系我们
作者：刘新
文章来源于科学大院公众号（ID：kexuedayuan）
以恐龙为主题的影视作品，层出不穷，在《侏罗纪世界2》中，努布拉岛成了侏罗纪时期真实大陆的缩影，恐龙重新称霸。然而几年后，岛上火山喷发，恐龙再次来到了灭绝的边缘。于是，主角欧文和克莱尔重新组成救援团队，去岛上营救恐龙。这次，他们面临的敌人，除了反派，还有自然因素——正在喷发的火山。
图1 《侏罗纪世界2》剧照
在搜救迅猛龙的过程中，欧文被注射了强效镇定剂，导致全身麻痹。而此时大量喷发的火山形成的岩浆，渐渐的将晕倒的欧文包围。欧文苏醒后，拖着麻痹的肢体，一寸寸的艰难移动，最终艰难得成功越过一颗倒掉的树木，紧急脱身。
那么问题来了，喷涌的岩浆，真的可能缓缓流动吗？还是仅仅为了保持戏剧张力，导演编撰了这个场景？答案是：真的可以！
岩浆是怎么形成的？
岩浆是一种高温熔融物质，多产生于下地壳和上地幔区域，源区深度可从30km一直延伸到250km（图2）。在板块边缘，由于洋壳俯冲使洋壳及其附着物质被带到深处，在高温高压作用下发生脱水产生，上覆板片受流体的影响发生部分熔融产生岩浆（图2中火山弧下部的区域）。在板块内部，深部的地幔热对流运动，会使部分沉入地幔中的物质发生部分熔融形成岩浆物质，形成起源于软流圈或者下地幔、向上穿透岩石圈的热的地幔物质柱状体，即地幔柱（图2中的热柱）。地幔柱物质漏出地表时则形成火山喷发。地幔柱成因的岩浆，起源深度可达700km。
图2 岩浆成因模式图
按照SiO2含量，岩浆可分为超基性岩浆（SiO2＜45%）、基性岩浆（45%＜SiO2＜52%）、中性岩浆（52%＜SiO2＜65%）、酸性岩浆（SiO2＞65%）。随着岩浆中SiO2含量的升高，熔点逐渐降低，基性岩浆熔点可达1400℃，中性岩浆熔点为1300-1350℃，酸性岩浆熔点约为800℃，然而有些演化程度非常高的钨锡矿床成矿花岗岩，熔点可降低到600-550℃。
岩浆具有粘性，化学成分中SiO2含量越低，粘性越小；岩浆温度越高，岩浆的粘性越小；岩浆中的水、气体等挥发分物质越少，粘性越小。岩浆随着结晶分异作用的进行，从基性向酸性演化，这个过程中伴随温度降低、挥发性组份含量升高、SiO2含量升高，也即粘性越来越大。粘性越大，岩浆越不易流动。
岩浆形成后，从深部向前部运移，喷出地表的，凝固后形成火山岩（又叫喷出岩）；在运移过程中就凝固的，形成侵入岩。火山岩和侵入岩化学成分可以相同，也即都有超基性、基性、中性、酸性之分，只是因形成的过程不同，造成矿物结构不同。大家熟知的火山喷发作用，是指火山作用，形成的岩石均为火山岩。
火山爆发后 岩浆可能缓缓流动吗？
岩浆喷发有两种形式，中心式喷发和裂隙式喷发。中心式喷发指岩浆沿管状通道上涌，从火山口溢出，形成锥式外形，顶部形成火山口，如富士山。酸性岩浆常呈中心式喷发。裂隙式喷发是指岩浆沿地壳的狭长裂缝溢出，不形成火山锥，岩浆呈漫涌状，基性岩浆常呈裂隙式喷发。侏罗纪世界中的火山喷发就是后者。
酸性岩浆形成的火山，内部挥发分含量高，且温度低，挥发分会由超临界流体转化为气体，形成大量气泡聚集在火山锥上部，加之岩浆粘性大，上部岩浆先固结，如瓶塞装堵塞火山通道，致使下部气体和岩浆无法溢出。气体压力大于上覆岩石的静岩压力时，地下某一深度会发生爆炸，致使上部冷凝、半冷凝的岩石和熔融态的岩浆，一并激烈喷发。因此，中心式喷发，也即具有锥状的火山，喷发时常伴随激烈的爆照、喷溅的岩浆滴和大量的火山灰（图3）。
图3 喷发激烈的锥形火山
岩浆成分越偏基性，岩浆温度越高，粘性越小，流动性越好。流动性较好的基性岩浆在喷发时，岩浆中的挥发分物质可以溢出，因此不会形成强烈爆炸，也不会形成固体物质，很少形成火山灰，岩浆呈涌流状外溢。
在陆地上，基性岩浆流出后，地表温度降低，由于岩浆本身传热性较差，常出现表面凝固而内部熔融的状态。由于表面冷凝收缩力和内部熔体流动性的张力，使岩浆扭曲变形形成绳状、辫状。熔岩在凝固过程中，表现形成无数冷凝中心，并围绕中心形成六边形节理，节理进一步发育，则可切割整个岩石，形成壮观的柱状节理玄武岩群。济州岛也是典型的柱状玄武岩地貌（图4），奇特的外形和让人震撼的规模，也使柱状玄武岩成为影视作品中的常客（图5）。在海底喷发的基性岩浆，由于海水压力流动性差，常形成枕状。
图4 韩国济州岛的柱状玄武岩
图5 《驯龙高中2》中柱状玄武岩
《侏罗纪世界》中的火山喷发
符合事实么？
夏威夷群岛，属于洋岛玄武岩，也是基性岩浆喷发形成的，喷发过程较为安静，岩浆流动速度慢，也形成了夏威夷的一个奇特景点-基拉韦厄活火山（图6）。
图6 夏威夷基拉韦厄火山
夏威夷岛链属于洋岛，可以理解为大洋底部一个基性岩浆的热点（hot spot）随着洋壳朝一个方向运动，喷发出的岩浆逐渐凝固，形成一连串的火山岛。
侏罗纪世界中的恐龙公园，位于虚构的努布拉岛上，地处哥斯达黎加西部约120海里的地方（电影剧情设定），也即太平洋北部区域，为一个独立的水滴状小岛，形状和成员类似夏威夷岛链。因此，根据实际的地理状况推测，努布拉岛上的火山岩浆，应该以基性居多，以安静的裂隙式喷发后形成溢流玄武岩。岩浆在地表缓慢移动，欧文才得以在半麻痹的状态下逃生。1300℃的高温岩浆，引燃了他的裤子，也是可以理解的。
当然，真实情况下，距离炙热的岩浆如此近的距离，他肯定会被严重灼伤。为了增加画面的冲击感，电影镜头中加了许多爆炸和大量火山灰的镜头，符合酸性岩浆喷发的特点，可能会跟事实有些出入。
以上内容由办公区教程网摘抄自中国科普网可供大家参考！
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