冷知识：海水灭不了海底火山？！

2022年1月15日，南太平洋岛国汤加的洪阿哈阿帕伊岛海底火山爆发：从火山喷出的气体、烟雾和灰烬直冲天空，高达20公里，制造的巨大声波连远在北半球的美国都能听到，引发的海啸也让日本拉响了海啸预警……那些如世界末日来临般的场景，至今让许多人心有余悸。

这是21世纪以来最强的一次火山喷发，喷发等级在5～6级之间，大概百年一遇。但人们也注意到，虽然洪阿哈阿帕伊岛海底火山在海底的高度达1800米，宽度达20公里，火山口却距离海面还有150米，并没有露出水面。这让很多人心中充满疑惑，海底喷发的火山为什么能引发如此强烈的连锁反应，海水不是应该能浇灭它吗？

事实并非如此。

地球是一个充满海洋的行星，海洋占了地球表面积的71%，所以地球上大部分火山都在海底。由于地理位置偏远、自然条件恶劣以及技术限制等原因，研究海底火山非常困难，目前相关研究并不多。但有一点十分确定，那就是海水巨大的压力和冷却能力，肯定会让火山在海底和陆地经历两个完全不同的喷发过程。

之所以说是“冷却”而不是“浇灭”，是因为火山喷发的并不是火，而是高温流体——岩浆。岩浆是熔融状态下的岩石，发光不是因为它在燃烧，而是因为它的溫度极高，能够以光的形式释放能量。

海水当然能降温，岩浆确实也会被海水冷却。当岩浆与水接触时，如果火山喷发强度不足，岩浆缓慢喷出，那么四面八方的海水会逐渐将岩浆冷却，在海面形成一个类似被剧烈摇晃过的可乐突然被打开的情景。但是，当火山强度足够大，岩浆和气体迅速喷出时，这个过程就不成立了，而海水对岩浆的冷却将非常有限。因为岩浆的温度通常在700～1250℃，在达到水的临界压力之前，岩浆的高温可以瞬间气化海水，进而在岩浆和海水之间形成一层薄薄的蒸汽膜，将熔岩与海水分开。像汤加这种浅海火山的大型喷发，岩浆接触海水会不停地形成蒸汽薄膜阻挡热量流失，同时不停破坏凝固的岩浆表面，最终在海平面以上完成剧烈喷发。这个过程会产生大量的火山碎片，著名的夏威夷黑沙滩中的黑沙子就是这么来的。

另外，海水对火山还有一个显著影响：对于一些海底火山而言，当大量的海水涌入火山口时会引发更剧烈的爆炸。其中一部分原因是海水与高温岩浆结合会产生大量蒸汽，加大火山压力，进而冲破更多火山裂缝，并让岩浆与更多海水接触，引发爆炸连锁反应。有些学者认为，汤加火山喷发如此猛烈的原因还包括它在海洋中，海水涌入火山口对其喷发有一定影响。

需要注意的是，海水的压力在火山喷发过程中确实有阻挡效果，海水可以在自己压力范围之内有效抑制火山的爆炸性。比如对于一些陆地火山而言，如果它在海底爆发的话，威力可能会被打折扣。而且，随着深度的增加，海水的压力会变得越来越大。也就是说，海底火山位置越深，海水对火山喷发的阻挡效果会越好。

直到今天，许多深海火山喷发，人们根本探测不到，在海面也看不到任何波澜。因为当海洋的深度超过2200米，海水的压力就会超过水的临界压力——22.06兆帕或约218个大气压，这时，海水就不会被加热到沸腾起来了。如果没有沸腾的声音，使用水听器就很难在很远的距离探测到深海火山喷发。另一方面，之所以海面不会有任何波动，是因为深海火山上方的海水施加的巨大围压，阻止了蒸汽和气体的形成以及释放。

总的来说，越深的海底火山喷发越有可能被海水阻挡。但是，对于浅海的火山喷发而言，海水制造的压力本身有限，同时冷却能力也有限。所以只要火山喷发足够强，它就很难被海水“浇灭”，甚至可能因为海水的大量涌入引发更强烈的爆炸。

（作者怪罗先生为科普类公众号“怪罗”的主要编辑）

（编辑 陈珂玲）