國家地理兒童百科 - 火山與地震

火山與地震

這條出現在公路上的巨大裂縫，位 於緬甸東北部撣邦的塔來鎮，起因 是一場6.8級的地震，同時 還造成 當地130棟房屋倒塌。

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坦尚尼亞倫蓋火山湧出的熔 岩，會在半空中硬化，然後 像玻璃一樣碎裂。

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前言 地球其實十分活躍。隨便哪一天，都有地震撼動 大地，在地表留下深深的裂痕。火山把岩石和濃密的 火山灰噴到半空中。熾熱的熔岩流肆意流淌，然後逐 漸冷卻，形成新的陸地。就連海底也在不斷變化，熔 岩從海底火山緩緩滲出——地質學家已經發現了5000 多座海底火山！許多海底火山長年累月不斷增高，最 後露出水面，形成島嶼，又在風吹浪打之下，改變了 地形地貌。 要想弄明白這不斷改變的地貌，就必須回到45億 年前地球剛剛形成時。沒有時光機？那就好好坐著， 跟我們爬上活火山一探究竟，隨大地震一起搖晃、翻 滾。抓緊了，讓我們開啟瘋狂之旅，一起揭開火山與 地震的奧秘吧！

探險家愛分享 嗨！大家好，我叫卡斯坦‧彼得，是個攝影 師，喜歡到別人都去不了的地方拍照。我的 任務帶我去到地球上許多最 恐怖的地方：火山、彌漫著 有毒氣體的高溫洞穴、還有 不斷翻騰的熔岩湖。在這些 地方，智慧型手機的相機就 不管用了。所以，我工作時 常要面對的挑戰之一，尤其 是我在替國家地理雜誌出 任務時常碰到的狀況，就 是常要發明一些新技術，才能拍到想要的照 片。準備好了嗎？這次，我會帶你一起出 發。僅此一次喲！

火山與地震

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？ 山 火 是 什麼 往下約6438公里的地 心處， 溫度非常非常高，

岩漿與熔岩

約為5000℃－7000℃。這個

地底的熔融岩石在抵達地表之

溫度能把岩石熔化成液態，

前，叫作岩漿；湧出地表之 後，則叫作熔岩。火山噴出的

也就是熔融狀態。有時，

熔岩，因為溫度不同，可能會

熔化的岩石會從地表的裂

呈現液態、半液態或固態。熔 岩表層只需幾分鐘就會冷卻，

口——火山——噴湧而出，

但厚厚的熔岩卻可能要數年時

這麼一來，就會形成灼熱的

間才能完全冷卻。

熔岩流。有些火山看起來像 座大山，有些火山甚至在水 中形成。

沸騰又冒泡 有些火山山腳下會形成像

俄羅斯的卡雷姆火山是該地區最活躍

這樣的泥沸泉，冒著泡泡

的火山，已持續噴發了超過500年。

和蒸汽。

這座火山會產生一種顆粒細小的粉末 狀岩石，看起來像黑煙一樣，這就是 火山灰。

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地震能夠改變地貌，甚 至造成巨大的破壞，地 震可以扯斷橋樑、路面 和建築物（左）。

？ 震 地 是 什麼 地球最外層的地殼看起來堅若磐石，但其實只 是薄薄一層，而且就像拼圖一樣，有許多天然的裂縫。只 要地殼突然震動，我們就會覺得一切都在轟隆作響。這就 是地震。 最大片的拼圖，就叫作板塊，地球上有幾大主要板 塊和十多個小板塊。板塊交接的邊緣處，就叫斷層線。當 板塊沿著斷層線移動的時候，岩漿就可能往上冒、湧出地 面，引起火山噴發。而在板塊被扯開、錯動或是碰撞的地 方，就會把地表上所有的東西都帶著一起搖動，來一趟震 撼之旅。 南美洲智利的這條大裂縫（上），是大 地震一個月後發生的餘震所造成的。

大部分地震都很小，一般人根本感覺不到。地球上每 年可能有幾百萬次小地震，不是偵測不到、就是根本沒人 注意到。然而，有些破壞性極強的大地震，會引起山崩、 火災，建物倒塌，甚至在千里之外引發潮波，這樣的地震 常會造成傷亡。

巨型拼圖 板塊其實不斷在移動，而這樣的活動多發生在板塊 交界的地方。

爆炸性的真相 地球今天發生地震的機率是百分之百！ 火山與地震

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師 築 建 球 地 現在， 我們該前往地心了。地 表上所有動態真正的起源之處， 其實是在我們腳下幾千公里深 處。如果把地球想像成一個白煮 蛋。地核就相當於蛋黃；像蛋白 一樣包裹在蛋黃外面的，是厚厚 的地函；最外面的地殼是我們 生活的地方，就像蛋殼一樣。當 地核的熱使地函中的岩石溫度升 高，地殼就會裂開或破碎。這些 熱創造出熱流、推拉著地表地板 塊。這種推和拉的力量，造成了 火山和地震。還能創造出一些美 麗、奇特、扭曲的地貌。

有許多火山在是海洋底部形成。 要好幾千次的噴發，才能讓這樣 的海底火山持續增高，最後終於 露出水面，成為島嶼。圖中這些 火山島位於印度洋中靠近赤道的 地方。

爆炸性的真相

美國黃石國家公園裡，可以觀察到地球上半數的地熱

類型地貌，包括間歇泉、噴氣孔、溫泉和泥沸泉。

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地殼上面有板塊、大陸 和海洋，厚度從5公里到 100公里不等。

地函厚約2897公里，由 熾熱、厚實、堅硬的岩石 構成。

外核 是液態的熔岩，主要 構成元素為鐵和鎳。

內核呈固態，主要構成 元素也是鐵和鎳。

雄偉的山脈 地球板塊相互碰撞，使得某些地方的地表隆起。持續幾百 萬年之後，請看──山脈就形成了！

喜馬拉雅山脈，西藏與印度

健康的土壤 火山岩會使土壤肥沃，讓樹木和農作物能成長茁壯。

火山國家公 園，盧安達

噴湧的間歇泉 間歇泉是間歇噴出的溫泉，會將熾熱的泉水噴灑到空中。美國 懷俄明州和蒙大拿州的黃石國家公園中有300多座間歇泉，包 括老忠實。這座著名的間歇泉因為噴發時間穩定而得名：總是 每隔60到110分鐘噴湧一次。為什麼這些泉水是熱的？因為公 園下面就是一座超級火山，一旦爆發，可能噴出數萬億噸的浮 石與火山灰。所以千萬要小心喔！ 火山與地震

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火熱的主題 熱氣翻騰、即將噴發的火山內部是什麼樣 子？如果能看到火山的內部，就會發現管狀 的結構，這就是火山通道，也稱為岩 漿道。火山通道底下連著地殼下的岩漿庫， 上面則通往火山頂的火山口。有些火山通道 還有分支，通往火山的側面，稱為火 山裂縫。 當來自氣體的壓力在火山內部不斷聚集 累積，這些氣體必須尋找出口，最後就會往 上衝！當氣體與岩漿、火山灰、岩石一起 從火山口爆發出來時，火山就 噴發了。

火山口 火口道 岩漿道

硬化熔岩和 火山灰層

火山裂縫 岩漿庫

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火山的類型 火山渣錐火山

複式火山

夏娃之錐，加拿大

利坎卡武爾火山，智利

複式火山，又叫層狀火山，火山在過去所噴發出的熔岩、 火山渣錐看起來就像倒放的冰淇淋杯，會噴出火山渣

火山灰、火山渣等物質硬化後層層堆積，就會形成複式火

和灼熱的火山灰，有時一次噴發甚至會持續數年。

山。這類火山能噴發出大量火山碎屑，形成火山碎屑流， 也就是以高達上百公里的時速往外噴發的滾燙火山灰。

盾狀火山

熔岩穹丘火山

茂那羅亞火山，夏威夷，美國

聖海倫火山，華盛頓州，美國

坡度和緩、面積廣闊的盾狀火山，看起來就像古代戰

穹丘火山的坡度陡峭，熔岩硬化後常常會阻塞穹丘火

士的盾牌。盾狀火山的噴發通常並不劇烈，熔岩翻滾

山頂部的火口道，表面下累積的壓力逐漸增加，到一

冒泡，而不是猛烈地噴射到空中。

定程度時火山就會噴發。

熱點

有些火山形成於熱點，也就是位於地殼底下、但在板

塊中央的洞口。熔岩從洞口中湧出，形成火山島，而板塊仍不 斷移動。隨著板塊移動，便形成了多個火山。有些較大的熱點 能夠形成火山島鏈，像夏威夷群島就是這樣形成的。

崩塌！

火山噴發也會對火山本身造成破壞！若火山噴發時岩

漿庫崩塌，就會形成碗狀的凹陷地形，這就叫破火山口。美國俄勒 岡州的火口湖就是雨雪匯積在破火山口內形成的。

爆炸性的真相 一加侖的火山灰，比一加侖的雪重十倍！ 火山與地震

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火山的好處 火山帶來的並不都是壞消息，其實火山還提供了多種 豐富的資源。火山物質形成的土壤能使植物更加茁壯。來自地 球深處的地熱能，是一種可更新能源，可以轉化為生活和工業 用電。事實上，冰島有70%的能源都來自火山的地熱能。火山 還能提供奢侈的資源，珍貴的礦物、寶石就是火山的傑作。泥 浴、礦泉SPA也是火山自然能量的特有副產品。

啊！冰島的藍湖溫泉位 於一座地熱發電廠旁， 遊客就泡在被熔岩原加 熱的天然浴池裡。

爆炸性的真相 日本的雪猴在冬天時會到火山溫泉裡泡溫泉取暖。 28

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火山泥面膜 在泥漿裡洗澡當然洗不乾淨，但皮膚 一定會變好！富含多種礦物質的火山 泥，每年都吸引許多遊客到紐西蘭的 SPA享受火山泥的洗禮。

地下的寶藏 當火山噴出固態的 岩漿時，有時裡面會含有慶伯利岩， 也叫角礫雲母橄欖岩。這是一種稀有 的藍色岩石，裡面偶爾會有鑽石。

嚕啦啦嚕啦啦 浮石是一種火山岩，也是地球上最輕的 石頭，甚至能浮在水面上。很多人洗澡 時會用浮石摩擦皮膚，把手肘或腳上的 死皮磨軟或磨掉。

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大自然的力量令人生畏， 也讓人 讚歎。無論我們是親眼目睹火山噴發和地 震、或是看到災變過後的景象，地震和火

令人驚歎的自然景觀

山噴發都改變了地表形態，擄獲了我們的 想像力。

哥斯大黎加阿拉惠拉的 阿雷納火山在黃昏時分 噴發。

達納基爾窪地是一個位於衣索比亞的 火山口，也是東非大裂谷的一部份。

北愛爾蘭的巨人堤有很多 玄武岩柱，是古時的火山 噴發形成的。

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這處大地裂口位於非洲吉布地境

熔岩從冰島的費蒙沃

內，東非大裂谷的火山錐旁。

里哈斯火山往外流淌。

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義大利西西里島的埃特 納峰，熔岩在火山口中 翻騰。

從太空中拍攝到的俄羅斯堪察加半島， 顯示有四座火山同時噴發。

海地太子港大地震發生三年之後， 還是有很多破壞尚未清除整理完善。

美國俄勒岡州的胡 德山，倒映在延齡 草湖的湖水中。

東加托富阿島上的破火山口裡 面，形成了一個淡水湖。 火山與地震

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震 地 識 認

2012年，菲律賓中部 發生6.9級地震，無數 村莊成為廢墟。

地震爆發的地點稱為震央，產生的波動叫作震波， 2004年，印度洋大地

會由震央呈環狀往四周輻射出去，就像把石頭丟入湖中激起

震所釋放的能量，可

的水波一樣。有時候，即使離震央數百公里遠，也能感到腳

以為全美國所有家庭

下大地的震顫。

和企業供電三天。

千百年來，人類一直努力嘗試預測地震。如果能知道地 震將在何時發生，就能及時應對災難。科學家不斷研發新儀 器來測量地震釋放的能量、持續的時間及地震的方向，因為 這些都是未來可能發生什麼狀況的線索。

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地震矩規模级 地震矩規模是測量地震所釋放的能量強度，將地震分級。 在1970年代，由湯瑪斯‧漢克斯和金森博雄首先研發出這 種測量方法，以接替原本使用的芮氏地震規模。地震矩規 模的各級標準如下：

目前尚無記錄无观测记录

非常嚴重——每隔5－20年才會遇到一次 對大面積區域造成嚴重破壞 對各種建築物造成嚴重破壞 強烈到有破壞性

追蹤地震

在小範圍內造成相當破壞

地震儀能測量並記錄從震央傳出來的震波強度，可

輕微破壞，世界各地每天都有 有震感，但很少造成破壞

以偵測到地殼運動最細微的變化，並將這種震動轉 化為電子信號，以電腦記錄下來。科學家可以結合 數個地震儀的資料，來確定震央的位置、深度及地 震的強度。

（或2級以下）少有震感，但地震儀測得到

從數字看地震

500,000 100,000 100 古代地震探測儀

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全世界每年被偵測到 的地震次數 強度足以讓人類感覺 得到的地震次數 每年能夠造成某些破 壞的地震次數 每年能對大面積區域 造成嚴重破壞的地震 次數

張衡（公元78－139年）是中國古代的發明家。歷史 學家認為，他發明了世界上第一具地震儀，（上）。 當大地震動時，龍口中的珠子就會落入下方的蟾蜍狀 容器中。這具儀器會顯示震央所在的方向。

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傳說背後 的真相 很久很久以前，人類還不明白自 然災害發生的原因，所以創造了關於 烈焰熊熊的火山和大地憤怒震動的傳 說，試圖用這些多采多姿的故事來解 釋這個變幻莫測的世界。這些故事代 代相傳，即使到了今天，藝術家、作 家和說故事的人，都還是不斷從大自 然的力量中汲取靈感。這可是個悠久 的傳統呢。

伏爾坎 2000多年前的羅馬人尊崇火神伏爾坎。 他們相信伏爾坎掌控了破壞之火，特別 是火山。當面對火時，大眾就會向伏爾 坎祈求平安。為了取悅火神，人類建造 了很多神廟來頌揚祂。伏爾坎善於製作 東西，會用火打造金屬器具，他的妻子 是愛與美之神維納斯。

培雷，夏威夷的火之女神 千萬不要惹夏威夷的培雷女神生氣！據說她住在夏威夷一座 小島——基勞亞火山的火山口裡。她能控制熔岩，毀滅擋住 她去路的一切東西。不過話說回來，也有人說她心地善良， 稱她為「創造這片聖土的女神」。根據傳說，培雷能化身為 美麗的少女，或是帶著一隻白狗的老婦人。

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熔岩燈 想製作超炫的熔岩燈，需要一個較高的廣口瓶。

在廣口瓶內倒

倒入2/3杯

等植物油都浮到

要讓油形成的「熔岩」流動，

入約15公分高

植物油。

水面上以後，加

只要在瓶子裡灑一點鹽就好。

入兩滴紅色食用

愛撒多少就撒多少，讓泡泡上

色素。

下浮沉。把瓶子放在燈前面，

的水。

觀賞效果會更好。

為什麼？ 這個熔岩燈裡當然沒有真正的熔岩，只是看起來像熔岩而已。背後的原理是這樣 的：油會浮在水面上，因為油的密度比水小。食鹽的密度比水大，所以會沉到水底 下，也會順便帶著油往下沉。食鹽溶解之後，油又會浮到水面上。現在你就有了不 燙手的熔岩流囉！

高度比一比

9170公尺 5895公尺 3000公尺 500公尺

是茂那羅亞火山的高度，這座火 山也是夏威夷群島的一部分，是 從海底堆積起來的。 是吉力馬札羅山的高度，這是非 洲最高的山，也是一座火山。 1947年冰島海克拉火山爆發時， 火山灰雲衝上了3000公尺的高空 中。 冰島阿斯克亞火山爆發時，有些 熔岩泉噴出高達500公尺。

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後的故事 背 片 照 說 得 彼 ‧ 坦 斯 聽卡 千萬別跳進這個湖裡！這個「湖」位於非洲中部的尼拉貢戈 火山裡，從火山邊緣往下約400公尺處。我怎麼會跑到那裡去？因 為我和一群急著要盡快研究這座火山的科學家合作，至於他們為什 麼這麼著急，是因為這座火山已經快要噴發，但還有將近100萬人就 住在火山腳下！科學家希望藉由觀察火山內部的岩石、採集氣體樣 本、並觀察火山的狀態，來解答一個重要的問題：火山到底什麼時 候會噴發？ 爬了一天的山之後，我們終於到達尼拉貢戈火山頂部。這裡海 拔約3400公尺，即使在這麼高處，我們也能感受到底下熔岩湖的熱 度。橙紅色的炙熱熔岩泉不斷噴湧，令人歎為觀止，但也十分可怕。 但我們要做的工作更可怕。我們戴上防毒面具、穿上其他特殊 裝備（見本書第27頁的〈探險家愛分享〉），利用繩索順著火山口 內壁下降，在下方244公尺處的寬闊岩架上紮營。周圍的空氣（如果 還能說是空氣的話）裡充滿了酸和金屬微粒。 科學家在岩架上搭起了野外試驗室，檢測周圍的有毒氣體。藉 由監測氣體及其化學成分的變化，長期下來，或許能發現是什麼原 因導致火山噴發。這也代表他們需要定期回來觀測。不過我或許不 會再跟他們一起來了。我一路下降到火山口底部，距離翻騰冒泡的 熔岩湖不過咫尺之遙。我去過了、也辦到了！

卡斯坦‧彼得在尼拉 貢戈火山進行野外工作 時，在安全的位置擺了 個姿勢拍照。

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