上次我们讲了古老的地球膨胀学说。也讲了科学研究的范式转换。有关地球的膨胀学说，其中很大一部分资料来自于Henry在知乎上的一篇文章，他写的非常详细，非常的长。在此还要感谢人家一下，毕竟人家是花了很多功夫的。不管怎么说吧。地球膨胀学说如今是不占主流的，大概在学术界还有一小批的支持者。不过，这个学说引入了三维运动，板块学说只涉及球面上的2维运动。但是，有很多现象用一般的板块学说是不能解释的，比如板块中间突然冒出来一个火山岛的问题。
环太平洋火山地震带
只要翻开世界地图，大家不难发现，在太平洋的四周绕着一圈的群岛和海沟，而且都是弧形的。而且这些地方地震也比较多。全球地震80%的能量是在这个圈圈上释放的。比如日本就地处这条环太平洋火山地震带。其实6大板块还可以往下细分。太平洋板块挤压菲律宾海板块，结果太平洋板块就斜插到了菲律宾海板块之下，斜插进去的这一块越插越深，最后进入地幔被回收了，这种斜插进去的部分叫“贝尼奥夫俯冲带”。贝尼奥夫俯冲带还是依靠地震波探测出来的，说白了就是相当于利用地震波做个个“B超”。发现在地底下有一个结构似乎传递地震波衰减很少。显然不像是软流层，倒像是岩石圈插进了地下，角度大约是30~70度左右。后来发现，的确跟岩石圈是一体的。这也是板块学说的一个重要组成部分，那就是大洋的板块是如何回收的。大洋板块从中洋脊冒出来。推着整块大洋的洋底像传送带一样平移。遇到大陆板块的时候，总是没人家厚，大陆板块比大洋板块厚多了。总是大洋板块吃亏，被人家压到底下，斜插进了深深的地下。一插就是几百公里。
太平洋板块于此俯冲于菲律宾海板块（或细分出的马里亚纳板块）之下
比较特殊的是，一般都是大洋板块插进大陆板块之下，但是菲律宾海板块也是大洋板块。这是两块大洋板块之间的挤压。太平洋板块输了，打了个弯儿，插进了地下。菲律宾海板块的边缘也被拉扯的向下弯曲。于是在这儿就形成了世界上最深的一道海沟，马里亚纳海沟，深度超过万米。海沟两岸，一边高一边低。高的这一边是菲律宾海板块，人家是骑在太平洋板块头上。上边有一连串的小岛，一直向北延伸到日本本土，正对着东京。比如提尼安岛、关岛、塞班岛。这就是大名鼎鼎的第二岛链。
东京外海就是三岔路口，正好是太平洋板块和菲律宾海板块以及亚欧板块的交界处。日本列岛本身位于亚欧板块边缘。顺着九州岛一直延伸到琉球群岛，钓鱼岛，台湾，菲律宾，正好构成了第一岛链。这一大串珍珠一样的群岛就是在菲律宾海板块和亚欧板块的交界处。菲律宾海板块这一次没赚到便宜，被亚欧板块压了一头。但是亚欧板块的边缘也被抬起来了。后边被弯出了一道凹槽，这道凹槽学名叫“弧后盆地”。所以从九州岛到台湾之间有一连串的岛屿，这一条线其实是一座海底山脉。冒出水面的山头就是小岛，也就是琉球群岛。既然是山头，往东是一条悬崖，往西是一条沟。也就是“弧后盆地”，这条沟古称黑水沟，现在叫冲绳海槽。东海其实是很浅的，阳光可以照到海底，因此海水颜色不深，但是海沟里水是很深的，因此颜色也比较深，所以才叫“黑水沟”。是大清朝和琉球王国的分界线。不过古代也常把台湾海峡之中的台湾暖流称为“黑水沟”，其实这两者不是一码事，不要搞混了。
钓鱼岛其实是在冲绳海槽的西边。冲绳海槽的东边离得最近的小岛是与那国岛，是日本的地盘儿。我国为什么能说钓鱼岛自古以来就是中国领土呢？其中一个理由就是因为这条冲绳海槽，这就是楚河汉界啊！明摆着的。日本要怪就只能怪菲律宾海板块不争气啊！挤出来的皱纹形状不对。菲律宾海板块反正被亚欧板块压着，但是亚欧板块的边缘也被挤压变形了。难免有裂缝，有褶皱。大洋海板块挤压下去的时候，把表面很多沉积物都带到了地下，还有很多水份。地下的温度是非常高的，压力也非常大。高温会促成岩石融化成液体，但是高压会促成岩石保持固体。到底是液体还是固体，看谁占上风，谁压倒谁。但是，一旦有水份掺和进来，这事儿就麻烦了。水份在地下释放出来，或造成岩石的熔点降低，本来这个温度应该是固体，结果碰上水份，熔点降低了，变成了岩浆。岩浆是液体，下边压力又大。顺着缝隙就给挤出来了，那不就火山爆发了嘛。当然，被带下去的不仅仅是水份，乱七八糟什么都有，碳元素说不定就变成了钻石，后来被火山作用给带回地面了。
所以，亚欧大陆和海洋板块的接触的地方，要么就是海沟，要么就是悬崖。反正是亚欧板块这边高一块。你在悬崖上，一点儿事儿都没有，因为裂纹不在这儿。大陆边缘的裂纹都在后边好远的地方。不信去看看富士山在什么地方。日本列岛刚好就在悬崖后边裂纹多的地方。所以火山地震是没个跑了。碰巧台风还特别的多。可能是日本自然灾害比较多，因此日本盛产各种妖魔鬼怪的传说，倒成了日本动漫常用的素材。当然，太平洋板块挤压菲律宾海板块，顺带挤压亚欧板块，我国正好就在这个位置上。我国的火山死的居多，活的很少。东北这一片只有五大连池，长白山这一系列，跟日本没法比。白头山天池就是个典型的火山口湖，山顶上顶着一盆水，据说还有人看到过怪物，这座火山在明朝万历年间和清朝康熙年间都喷发过，即便里边生活着史前怪兽，也给喷死了。不会留活口的，死了这份心吧。云南的腾冲火山挺出名的。新疆也有火山，1951年还喷过，台湾也有火山，还挺活跃的。我国是板块内部地震最多的国家，这一点是超过日本的。我们脚底下这片大陆是支离破碎的，裂缝特别多。美国西边的加州闹地震比较厉害，那是因为正好在板块交界的地方。
圣海伦斯火山1980年喷发前
在美国的西海岸可不仅仅是地震，火山也不少，著名的圣海伦斯火山的一场喷发，半个山头没了，圣海伦斯火山过去长得挺对称的，是个圆锥形火山。你到底从中间的管子往出喷啊，哪知道中间的管子堵了，岩浆从山腰上找了个破口横着喷出来了，结果把上边半个山头给掀翻了。
1982年，山头已经矮了300米，火山口变成了“三缺一”
现在的山头像个圈儿椅，三缺一。胡安·德·富卡板块面积不大，但是还挺能闹腾的。巴掌大的一个板块插进美洲板块的下面，在华盛顿州和俄勒冈州下面折腾出不少事儿来，此处按下不表，下次讲。
玉米地里长出一座火山
1943年，在墨西哥城以西320公里的地方，有一个小村子叫帕里库廷，突然之间玉米地里出现了一个大洞，村民们还打算用石头把洞给填上。这个洞没多会儿就开始冒烟，跟着熔岩就开始流出来了。一天之内长到50米高，一个礼拜之内就成了一座100米高的山包。到现在已经是两千多米高的山了。算上原来地皮的海拔426米，总海拔是3170米。一座火山眼睁睁就这么长出来了。全程在人类的注视之下，而且没有死一个人。
海底冒出来的新地盘儿
有时候，海底也会冒出火山。日本小笠原群岛里面就冒出一座火山岛。起了个名字叫“新岛”，鲜鲜出炉的岛嘛。没多长时间这个岛居然和旁边的西之岛连为一体了。西之岛本来是个弧形的海岛，600米长，200米宽。面积只有0.07平方公里。1973年海底火山喷发，600米外多出来一个新的岛屿。直径大概30~50米。后来附近又出现了一个更大的岛，逐渐和西之岛相连，面积达到了0.316平方公里。后来这座岛被风吹浪打，逐渐缩小，只剩下0.26平方公里的面积。高度也只剩下15米了。2013年，海底火山再次喷发，在旁边又造了一个新岛。这回火山比较给力，一直持续不断的喷，岛逐渐和西之岛合并，形成了一个2.6平方公里的大岛。日本平白无故多了一块领土。这便宜不捡白不捡。小笠原群岛还是在第二岛链上，也属于环太平洋火山地震带。按理说，太平洋板块中间，一般来讲是不会有事儿的，也不会有火山。偏偏中间冒出来个夏威夷群岛，人家就是火山岛。这你怎么解释呢？最早关注这个问题的还是威尔逊。也就是威尔逊旋回的那位。60年代，他对火山岛的兴趣很浓厚，夏威夷群岛就是他比较关注的对象。
夏威夷群岛排成一条线，向西北一直绵延下去。海底有很多小山包，但是没有露出水面，也就没有形成岛屿。这条珍珠链在大洋底部突然拐了个弯，向正北方向绵延过去，最后和堪察加半岛的腰部接上了。这条珍珠链被称为夏威夷-天皇海山链。威尔逊发现，越是往西，海底的火山越是古老。越是往东南，越是年轻，而且越是活跃。夏威夷的火山就比较活跃。最大的夏威夷岛也叫大岛。有两座明显的高峰，一座叫莫纳罗亚，一座叫莫纳克亚。
夏威夷岛的三维模型
莫纳克亚稍微高点儿，顶上有一堆天文台的大望远镜。大岛上人不多，也没什么光污染。夏威夷这地方远离所有大陆，山又高，海拔4205米，大气宁静度又好，的确是个安放巨型望远镜的好地方。就是人会有高山反应，需要适应一下。当地土著跟天文学家们闹得不可开交。官司打了好几轮，反反复复。最近土著堵死了上山的道路，12座天文台全趴窝了。在建之中的30米望远镜项目也几乎瘫痪，不知道到什么时候才能解决。天文学家们也想过，是不是挪到智力的阿卡塔马沙漠呢？但是，大望远镜最好是不要集中在一起。否则看到的天区都是重合的，意义不大。夏威夷是北半球，阿卡塔马沙漠是南半球，这样才能互补嘛。隔壁东南方向不是还有一座山头吗？另一座山头莫纳罗亚海拔4170米，矮了25米，也不错哦。为什么不在这座山上建望远镜呢？道理很简单，这座山是活火山，还冒烟呢！从莫纳罗亚山往东看，远处有个盾状的火山口，那就是大名鼎鼎的基拉韦厄火山。这个火山是最活跃的火山，人家经常喷，虽然也喷不了多高。但是参观的人是最多的。是啊，要是像圣海伦斯那样，不喷则已，一喷惊人。方圆600平方公里人畜尽灭，释放总能量相当于2.7万颗广岛原子弹。这东西怎么参观啊？找死啊！夏威夷普遍都是盾形火山，因为这里喷出来的岩浆流动性比较好，地底下压力不大。从火山口出来可以流好远。就这样往四面八方流，凝固以后就是好大一个盘子。下次喷发照方抓药，逐渐这个大盘子就越来越厚。中间厚，四周薄，就像美国队长的盾牌。这样的火山通常都可以很大。太阳系里最大的一座火山在火星上，高达2.6万米。就是一座巨大的盾形火山。
普林尼式火山喷发是最强的类型
像圣海伦斯火山那样的就不是这种类型了。圣海伦斯火山喷发是一次典型的普林尼式火山喷发。往往是因为岩浆之中有大量的水份、二氧化碳或者二氧化硫这样的东西。基本上就类似于锅炉爆炸，压力极大，力量极强。岩浆里面二氧化硅成分越高，越是粘稠，越是容易形成火山灰。其实就是粘稠的岩浆里面有大量的小气泡，最后整块岩浆酥了碎了，变成了一个个小颗粒，因为二氧化硅成分比较多，这些火山灰也都是锋利的玻璃颗粒，火山灰这东西可你不好惹了。像基拉韦厄那样的基本上没多少灰。夏威夷的火山岩浆显然和圣海伦斯不是一个类型，起码没多少水分，这也预示着成因不同。
你看，大岛上有5座火山，最活跃的在最东南边，这是为什么呢？从整个天皇海山链绵延到夏威夷群岛，从全局来看都是如此。威尔逊给出了一个解释。那就是说在太平洋板块底下，有个热点。这个热点不随着板块移动。海底板块都在像输送带一样移动。热点的岩浆从海底缝隙冒出来，形成了一个岛屿。随着海底的移动，这座岛动热点上方挪走了，于是逐渐熄灭了，不再活跃。热点又在下一个地方找缝隙造出一个新的小岛。随着海底的移动，就像打点计时器一样打出了一连串的岛屿。威尔逊就是用热点理论来解释夏威夷群岛到天皇海山链的这一大串岛屿。可是这一大串岛屿组成的链条是有个大拐弯的，这个大拐弯的样子就像4点钟时针与分针的样子，这个弯儿拐得很急啊。威尔逊解释说，这是太平洋板块这个传动带的移动方向发生了突变导致的。在4700万年前，板块拐了这么大的一个弯儿，太平洋板块有这么大本事吗？下次再说。
