1520年,探险家费迪南德·麦哲伦发现了地球上最大的海洋,他发现这片海域非常平静,因此就命名为“太平洋”(“pacific”在英文中意为“和平”)。然而,麦哲伦并不知道,太平洋周围有一个异常活跃的地质带,全球大约75%的火山位于这一区域,是全球大多数地震和火山活动的发生地,这条环形地带长约4万公里,包含大量火山、海沟和地震活跃区,所以也被称为“火环”。
国际热点火环沿着南美洲、中央美洲和北美洲的西海岸延伸,跨越阿拉斯加的阿留申群岛弧,然后进入俄罗斯的堪察加半岛,穿过日本,经过菲律宾、印度尼西亚、巴布亚新几内亚和新西兰,最终在南极洲西北部结束。涉及的国家包括印度尼西亚、新西兰、巴布亚新几内亚、菲律宾、日本、美国、智利、加拿大、危地马拉、俄罗斯、秘鲁、所罗门群岛、墨西哥和南极洲。
板块构造使整个体系成为可能人类生活在地球的岩石圈表面,表面上看这是一层岩石外壳,但并不是一个坚固的整体,而是由15到20个构造板块组成,这些板块漂浮在地球内部的熔融物质上。地球的板块边界有三种主要类型,而在火环中这三种类型都存在。其中一种类型叫做“分散边界”,是指当两个相邻的板块向相反方向移动时形成的边界。这种边界会产生新的地壳,也就是地球表面的新岩石层。
在海底,强大的东太平洋隆起会推动太平洋板块,使其与周围的四个板块分离开来。这个过程导致太平洋板块的北端延伸到加利福尼亚湾的一部分,并成为“火环”的组成部分之一。
在加利福尼亚,有一个著名的地质断层,叫做圣安德烈亚斯断层。这是一个典型的转换边界,意味着两块地壳板块(太平洋板块和北美板块)水平方向上相互摩擦和移动。在这一地区,北美板块向南移动,而太平洋板块向北移动,这种相对移动会引发地震。历史上的例子包括1906年的旧金山地震,这次地震造成了大约3,000人遇难。
火环区域包含许多活跃且危险的火山,其中默拉皮火山是最显著的一个,它位于印度尼西亚的爪哇岛。最近一次喷发是在2021年1月27日,当时喷出了火山灰和蒸汽,迫使2,500人进行疏散。更严重的是,默拉皮火山在2010年的喷发曾导致大约350人失去生命。
全球最深的海沟就位于这里当地壳板块互相碰撞时,会形成“聚合边界”。例如,纳斯卡海洋板块正在被推入南美大陆板块下方,这个接触点称为“俯冲带”。在俯冲带,海洋板块并不顺利地下沉,这种挤压导致南美洲西部发生许多地震,并引发山脉的抬升和火山喷发,因为岩浆被推到地表。
俯冲带也可以出现在两个海洋板块相遇的地方。比如,巨大的太平洋板块罩于菲律宾海板块的一部分。这种相遇形成了马里亚纳岛弧及深海中的一个巨大深渊,称为马里亚纳海沟。马里亚纳海沟是地球上最深的海洋点,最深处名为“挑战者深渊”,位于海平面下约10944米。由于这些构造板块在相互作用,将来这里可能会形成世界上最大的超级大陆。
这里遍布火山,容易地震根据《国家地理》的说法,火环区域有大约452座活跃和休眠的火山,其中包括许多在水下喷发的海底火山口和裂缝。这些火山占到了全球火山活动的75%。此外,地球上大约90%的地震发生在火环附近。
2005年12月26日,印度尼西亚苏门答腊岛海岸附近的一个村庄被海啸摧毁,这场海啸是由该国西海岸发生的9.1至9.3级大地震引发的。
火环是一个地质活动非常活跃和危险的区域。历史上,一些最严重的自然灾害,例如1883年的喀拉喀托火山喷发、1960年的智利地震和2004年的印度洋海啸,都发生在火环的构造边界上。
火环上的火山喷发并不绝对关联火环被是一种“巧合”,它实际上是一组独立的板块边界,这些边界环绕着同一个海洋。因此,当火环两侧发生自然灾害时,这些事件是互不关联的。例如,在2016年4月,日本的九州岛和智利分别发生了一系列地震和一次7.2级的地震。这两个事件是否相互影响了呢?并没有,因为两地的震中相距近10,000英里(约16,093公里)。尽管强烈的地震可能会触发附近的较小地震,但智利和日本的距离相隔太远,无法相互影响。此外,还有证据表明,火山喷发也通常是独立事件。
这里产生了大量的地热能除了太阳能和风能之外,还有一种来自地球内部的可再生能源,叫做地热能源。工程师可以通过利用地下的天然热水储层来发电,这个过程不会产生温室气体。
地热能源的潜在储量通常位于地质活动活跃的俯冲带附近,因此对于位于火环内的社区来说,地热能源是一个很有吸引力的选择。一些国家,如美国、印度尼西亚、日本、新西兰、菲律宾等,已经长期利用这种资源来发电。
火环有助于建立未来的“超级大陆”太平洋是世界上最大的海洋,但这种情况不一定能永远持续下去。由于太平洋周围的俯冲带(板块边界的一种),科学家推测太平洋可能会在未来2.5亿年内关闭。随着地壳板块的运动,亚洲、澳大利亚和美洲可能会融合在一起,形成一个新的超级大陆,这个超级大陆类似于大约2亿年前开始分裂的庞大古大陆“盘古大陆”。然而,这只是一个假说,并不是所有地质学家都同意。有些地质学家认为,大西洋或北冰洋比太平洋更有可能在未来消失。