在印度尼西亞爪哇島東部,有一座奇異的火山,它被稱為卡瓦伊真火山(Kawah Ijen),如果你在夜間來到這里,就將有機會看到,這座火山的巖漿,居然是藍色的,它們沿著山體肆意順著火山口的斜坡流淌下來,看上去就像是從地下深處傾瀉而出的燦爛星河。
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不得不說,這樣的場景是令人難以置信的,畢竟在我們的印象中,巖漿的顏色應該是紅色的,最多也就是偏向橙黃色。既然如此,那這種藍色的巖漿又是怎么回事呢?其實這是可以解釋的。
在自然界中,任何溫度高于絕對零度(-273.15攝氏度)的物體都會向外輻射電磁波,隨著物體溫度的升高,其輻射出的電磁波的波長也會變短,當達到一定程度時,就成為了我們可以直接看到的可見光,呈現(xiàn)出紅、橙紅、黃、黃白、白、藍白的漸變過程。
通常情況下,地球上的火山釋放出的巖漿,其溫度在600攝氏度至1200攝氏度之間(有的超高溫巖漿能達到1400攝氏度),這個溫度區(qū)間,對應的是可見光里的紅、橙、黃這幾個波段。
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而從理論上來講,一個物體想要通過熱輻射發(fā)出藍色的光,其溫度需要超過6000攝氏度,作為對比,太陽表面的溫度也就是大約5500攝氏度。
在地球的自然條件下,沒有任何物質(zhì)能夠承受如此高的溫度而不氣化,更不用說維持液態(tài)流動的形式了,而這也就意味著,卡瓦伊真火山的巖漿所發(fā)出的藍色光芒,根本就不可能是其自身的熱輻射產(chǎn)生的。那如果說不是熱輻射,又會是什么呢?答案就是:硫的燃燒。
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具體來講,卡瓦伊真火山的火山口附近存在著大量的硫,在下方熾熱巖漿的持續(xù)加熱作用下,會不斷生成大量硫蒸氣。這些高溫硫蒸氣通過火山口周圍密集分布的噴氣孔大量逸出,溫度可高達600攝氏度以上。
在硫蒸氣從噴氣孔噴出并向外擴散的過程中,會經(jīng)歷一個明顯的降溫過程,而硫的沸點約為445攝氏度,因此在這個過程中,硫蒸氣會大量冷凝,轉(zhuǎn)變?yōu)槿匀惶幱诟邷貭顟B(tài)的液態(tài)硫。
另一方面,硫在空氣中的著火溫度大約為230至260攝氏度,其溫度范圍遠低于液態(tài)硫形成時的實際溫度范圍。這就意味著,在卡瓦伊真的火山環(huán)境中,硫即使已經(jīng)由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài),其溫度仍然完全可能高于著火點,只要條件合適,液態(tài)硫和硫蒸氣在與空氣中的氧氣接觸后,都可以發(fā)生燃燒反應。
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不過,這些硫剛從地下逸出時,其所處環(huán)境通常較為缺氧(因為周圍主要充斥著火山自身釋放的氣體),所以即使溫度已經(jīng)達到甚至超過著火點,它們也不會立刻劇烈燃燒。
在這樣的情況下,大量高溫液態(tài)硫就會在重力作用下向地勢較低的區(qū)域流淌,當它們進入空氣中氧氣濃度達到燃燒條件的區(qū)域后,才會開始明顯燃燒。而一旦開始燃燒,就可以為液態(tài)硫持續(xù)提供熱量,使其在流動過程中能夠長時間維持燃燒狀態(tài)。
因為硫在空氣中燃燒會發(fā)出藍色的光芒,所以在夜間的時候,我們就可以看到藍色的巖漿在流淌。之所以特意指出是“夜間”,其實是因為這種現(xiàn)象本身的亮度并不算高,在白天的時候,強烈的陽光會將其掩蓋。
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當然了,從嚴格意義上來講,巖漿的主要成分應該是硅酸鹽,而這種“藍色的巖漿”的主要成分卻是硫,因此它們并不能算是嚴格意義上的巖漿。
需要指出的是,由于硫的燃燒會產(chǎn)生大量二氧化硫氣體,它們會對人類的呼吸系統(tǒng)造成損傷,因此如果你想去卡瓦伊真火山觀賞這種自然奇觀,就應該做好充分的防護工作,盡量避免在風向不利或氣體濃度較高的時段進入火山口區(qū)域。
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