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《侏罗纪世界2》里,欧文跑赢岩浆这事儿科学吗?

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发表于 2018-7-17 10:52:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
  文章来源:科学大院
  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。
《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。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。
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。
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。
韩国济州岛的柱状玄武岩
《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。
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。
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