你知道火山可以喷发出熔融硫磺吗？

如果我们把整个地球磨成粉末，然后分析其元素组成，会发现什么？粉末的三分之一是铁，另外三分之一是氧。剩下的约35%中，30%是镁和硅。大多数人可能会猜测碳或氢之类的元素接下来会排在前面……但他们错了。排在第五位的元素是硫。

现在，这种设想“地球整体”组成的情况，说明了我们在思考地球组成时，被地表的情况所“偏见”了。地球质量的大部分在地球的金属核心（主要是铁）中。硅和镁存在于地幔的岩石中，地幔是地球主要的岩石组成部分。而氧——它无处不在，与各种元素结合，构成从核心到地壳的矿物质的很大一部分。

那么，为什么是硫排在后面呢？硫喜欢与金属结合，所以我们的核心含有大量的硫。硫也存在于地球的岩石部分，当这些岩石融化时，硫可以以气体的形式释放出来，与水蒸气和二氧化碳一起排出。

火山喷发出的硫

当岩浆冷却并释放出这些气体时，火山会以被动和主动的方式喷出这些气体。我们测量许多火山排放的二氧化硫的量，即使它们没有喷发，每天也会释放数百到数千吨的二氧化硫。如果你去过夏威夷基拉韦厄火山或黄石火山口等火山区域，你很可能闻到过硫化氢发出的那种臭鸡蛋味。蒸汽喷口（称为喷气孔）周围的黄色结壳就是硫从这些火山的气体和液体中结晶出来的证据。

全球有一些火山还会形成熔硫流！所以，我们看到的不是熔岩流，而是可以延伸数百英尺的液态硫河流。这类硫流的出现非常罕见，尽管我们在夏威夷的莫纳罗亚火山、日本的许多火山甚至一些海底火山都发现了过去硫流的证据，但我们对其形成的原因和方式的理解仍然很少。

硫磺熔岩流似乎更常见的地区之一是智利北部安第斯山脉。在这个地区，许多火山都有活跃的喷气孔（气体出口）释放硫磺，它们的山顶可能覆盖着来自这些炽热、酸性火山气体从火山中升起形成的硫磺沉积物。

观察硫磺流

一项刚刚发表在《地球科学前沿》（Frontiers in Earth Science）上的由Manuel Inostroza及其同事进行的研究，描述了地球上最近的一些硫磺流。它们形成于2019-2020年，地点是位于智利-阿根廷边境高安第斯山脉的Lastarria火山。他们能够测量、采样甚至拍摄到该火山正在产生的少量硫磺流的视频。他们根据这些观测结果，提出了一些关于火山硫磺流如何形成的理论。

Inostroza等人记录的Lastarria火山的硫磺流并不大。它们沿着火山斜坡延伸了约180英尺（55米），有些甚至远小于此。然而，它们看起来像是夏威夷的熔岩流的缩小版，有瓣状和堤坝状（见下图）。

然而，与熔岩不同的是，硫磺流的温度要低得多。喷发温度在120-150摄氏度之间。而夏威夷基拉韦厄火山的温度则高达约1200摄氏度。但是，纯硫的熔点只有119摄氏度……这为这些奇怪的流动可能如何形成提供了第一个线索。

这些硫磺流中也含有许多其他元素，只是含量非常少。不出所料，许多喜欢与硫结合的元素都在其中：铜、铅、铋、锡，以及更稀有的元素，如锂、铀和铌（后三种含量低于百万分之一）。Lastarria火山的硫磺流还富含砷，这在其他硫磺流中并不常见。

硫磺流是如何形成的？

关于这些硫磺流形成原因的模型是，当火山变得更加不稳定时，可能会发生一系列事件。Inostroza等人认为，裂缝可能会形成，从而增强富含硫的炽热气体逃逸的能力。这些气体比硫的熔点高得多，所以靠近裂缝地表的任何硫都可能开始熔化，同时液态硫也会从逸出的气体中凝结出来。这将形成硫磺池，然后溢出，形成硫磺流。

虽然这可能看起来是火山活动中一个非常细微的方面，但有证据表明，在哥斯达黎加的Poás和Turrialba火山以及智利的Copahue火山等其他火山上，硫磺流可能预示着更大的喷发。Lastarria火山自2019-2020年硫磺流以来没有喷发过，但火山周围的地区最近一直在经历膨胀，喷出的火山气体也表明火山下方有更多的岩浆涌入。

如果我们将目光投向地球之外，硫磺火山活动在整个银河系中可能也很普遍。木星对这颗微小的火山卫星的拉扯产生的热量，很可能使木卫一（Io）拥有广泛的硫磺火山活动。将硫磺流加入到火山在这里和太空中都可以产生的物质清单中吧。