宝子们,说起火山喷发,那场面,简直太吓人了!想象一下,大地剧烈颤抖,就像地球在发脾气。紧接着,滚烫的岩浆从地下深处奔涌而出,那火红的颜色,仿佛能把一切都吞噬掉。浓浓的烟雾和火山灰直冲云霄,遮天蔽日,所到之处,一片狼藉。无论是房屋、森林,还是农田,都难以幸免,瞬间被摧毁。
就拿 1980 年美国华盛顿州的圣海伦斯火山爆发来说吧,那可真是一场灾难。它喷出了 150 万吨二氧化硫和 5.4 亿吨火山灰,高温直接把火山口方圆 10 千米以内的植被烧得干干净净。更远处,强大的冲击波像个蛮横的巨人,把大片森林一下子就推倒了。浮岩和火山灰飘啊飘,一直飘到距离火山口数百千米外的地方,让喀斯喀特山脉超过 350 平方千米的针叶林和山地栖息地,都变成了一片废墟。而且,火山喷发对地下生态系统也有很大影响,滚烫的火山灰几乎把原本活跃的土壤微生物都消灭了,还让土壤变得更酸,地下生态功能严重受损,植被想生长都难。哪怕喷发两年后,这片土地还是光秃秃的,没什么生命迹象。偶尔有鸟类带来植物种子,可在这么贫瘠的土壤里,种子也很难好好生长,只能看到稀稀拉拉几株植物。
但是呢,科学家们研究发现,火山喷发喷出来的东西,居然能让土壤变肥沃,是不是很神奇?这得从火山喷出物说起。火山活动时,会从地下喷出火山气体、熔岩和固体的岩石碎屑。火山气体里,主要是水蒸气,还有二氧化碳、硫、硫化物,以及少量的氯化氢、氟化氢。熔岩呢,就是释放了大部分挥发分而喷出地表的岩浆,以及由这种岩浆固结而成的岩石。固体岩石碎屑有先冷凝的矿物、熔浆的冷凝物,还有周围的岩石。
这些喷出物到底是怎么让土壤变肥沃的呢?先说火山灰,火山爆发时,火山灰会散布在很大一片区域。岩浆的化学成分不一样,火山灰里含有的土壤养分数量也不同。岩浆里最常见的元素是硅和氧,有时候火山爆发还会释放出水、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢和氯化氢等物质。而且,火山喷出来的岩石碎片,像辉石、角闪石和长石,分别含有丰富的铁、镁和钾。像意大利那不勒斯地区(维苏威火山遗址),土地特别肥沃,就是因为 35000 和 12000 年前的火山喷发。火山喷发沉积下来的矿物质,被雨水风化、分解后,进入土壤,成了植物生长所需营养的稳定来源。还有夏威夷,也是因为火山爆发,土壤变得肥沃,当地的农业才发展得起来。在 15 到 18 世纪,考艾岛、瓦胡岛和莫洛凯岛种植芋头和红薯,还促进了强大部落的产生,以及当地文化的繁荣。
再说说熔岩,虽然它刚喷发出来的时候温度特别高,能把周围的一切都烧毁,但等它冷却凝固后,也能给土壤带来好处。熔岩里有各种矿物质,经过长时间的风化,这些矿物质会慢慢释放出来,成为土壤里的养分。而且,熔岩流过后,改变了土壤的结构,让土壤变得更透气,更有利于植物根系的生长。
还有火山气体,虽然有些气体对环境和生物有危害,比如火山硫化物气体会导致温度降低,形成酸雨;火山卤化物气体会破坏臭氧层和生态环境。但也有一些气体,像二氧化碳,是植物进行光合作用必需的原料。适量的二氧化碳释放到大气中,被植物吸收,有助于植物的生长。
在火山灰土形成方面,火山灰土是发育在火山喷出物,比如火山灰、火山渣、浮岩、玄武岩上的土壤。它主要由晚更新世末期火山喷发释放的母质,随着雨水流动沉积形成。火山灰土的剖面发生层分异小,色泽差异大,母质特征明显。土体是由灰黑色及暗褐色等疏松多孔的玻璃质熔岩块叠置成的,富含超过 20% 的火山起源矿物,有机质含量极高,质地轻盈蓬松,孔隙度也高。全球大概 60% 的火山灰土分布在热带国家,在咱们中国,主要分布在腾冲、海南岛、五大连池和长白山等地。火山灰土肥力较高,很适合种水果、玉米、茶、咖啡和烟草等农作物。不过耕种后,它的有机质含量会减少,可以通过轮作和熏蒸等方法维持肥力。