本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
我们来一次公路旅行,好吗?
我们今天要去圣海伦斯山。天空几乎晴朗——无论如何,以华盛顿州的标准来看。温暖的阳光与凉爽的微风混合在一起,微风在嘲笑着秋天的即将来临。当我们从卡斯尔罗克沿着斯皮里特湖纪念公路行驶时,你的鼻子紧贴着车窗。你现在看到的只是低矮的山丘和一片平坦的山谷,上面覆盖着绿色的东西。对于这里的地质学家来说,生物学是一个长期存在的问题。你几乎看不到树木后面的山丘。你甚至看不出我们正在沿着湖岸行驶。但它就在这里:无论如何,在卫星视图中是可见的。
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我们在圣海伦斯山游客中心处转弯。可爱的建筑,相当多的精美展示品,以及沿着银湖的宜人自然步道。
你只是渴望第一次一睹圣海伦斯山本身的真容,但云层并不配合。这完全没问题,因为我想让你把注意力集中在湖泊上。如果我告诉你圣海伦斯山创造了它,也许会有帮助。
如果你不喜欢(地质学上)频繁的火山泥流,这里就不是最佳地点。图特尔河起源于圣海伦斯山的北部和西部山坡,从这里以北一点点的地方流过。它有一个令人不安的习惯,经常引导火山泥流。其中一些发生在圣海伦斯山发生轻微喷发事件时。另一些发生在像斯皮里特湖这样的水体的碎屑坝失效时。接下来你就知道,有很多充满岩石的泥浆在周围晃荡。这种情况经常发生。
现在你在寻找1980年喷发的沉积物,不是吗?别费心了。即使茂盛的植被没有隐藏所有可爱的地质,你也看不到多少。1980年,尽管它在我们身上留下了印记,但并没有真正触及银湖。那些火山泥流把自己限制在河道中,只留下了大约两米厚的沉积物。仅仅六英尺。没有什么是一条河流在三十年内无法清除的。
并不是说它没有变得有趣。这是一张美国地质调查局拍摄的精美照片,照片中是塔楼路附近河岸上的一所房子,离这里不远,照片显示了即使在离火山三十英里远的地方也造成的破坏程度
- 塔楼路上的房屋和汽车,被1980年5月18日的火山泥流摧毁。图片来源:美国地质调查局
看到一楼的油漆是如何被剥落和窗户是如何被打碎的吗?可怜的树干也被冲刷得厉害。道路也好不到哪里去——504号州道在煤岸桥上游两英里的地方根本无法通行。
- 戈登·科耶尔站在曾经是504号州道的地方,现在是一片泥泞地。图片来源:美国地质调查局
现在肯定没有路肩了,是吗?
我向你展示这些图像是为了让你对火山泥流的力量留下深刻印象,并作为告诉你这件事的序幕:创造银湖的那一次火山泥流非常大。
这个湖只有2500年的历史。大约在希腊开始真正兴起,佛陀拈花微笑的同一时间,圣海伦斯山发生了一次事件。这被称为松溪喷发期。哦,天哪,它爆发了。到处都是火山碎屑流和四次火山泥流。我们特别感兴趣的是PC1,即创造了我们正在观看的宁静小湖的火山泥流。
圣海伦斯山有形成碎屑流的习惯,碎屑流会堵塞湖泊。它曾经堵塞了斯皮里特湖(或可能是其祖先),但做得不够彻底。碎屑坝多次失效。第一次大规模爆发席卷了它遇到的所有可爱的松散冲积物和火山沉积物,并将它们混合成一股不错的、浓稠的火山泥流,轰隆隆地冲下图特尔河。PC1,正如它所知的那样,是历史性的,是有史以来流经河流的最大一次。在煤岸急流之上,它的排放速度为每秒20万至30万立方米。为了让你对它有一个概念,想象一下亚马逊河中部在洪水期沿着图特尔河谷奔流而下。现在想象一下它不仅仅是水,而是一种岩石泥浆。那真是巨大。远比我们在1980年5月喷发期间目睹的那些微不足道的火山泥流要大得多。
当它到达煤岸急流时,它发现自己面临着与体育场人群在售罄的音乐会上冲出出口时相同的问题:出口受限。所有这些泥浆都无处可去,只能向上游蔓延。它蔓延开来,将景观埋在厚厚的沉积物和岩石之下,一条名为奥特莱特溪的小支流突然发现它没有出口了。
它没有足够的力量穿过大量的碎屑,所以它在火山泥流后面积聚起来。银湖实际上是一个火山泥流边缘湖,而且是该品种中相当大的一个例子。它超过十五平方公里。但在你印象太深刻之前,请记住它最深处只有大约5米(16英尺)深。有些测量结果显示它更浅。如果你站在那里等待火山泥流坝在这里失效造成的灾难性洪水,你将会感到非常无聊。他们实际上不得不在1971年安装一个堰和一个排水渠,因为它在暴风雨天气中会被堵塞。所以,这里没有发生水上戏剧的机会。但这个可爱的湖泊已经见证了足够多的戏剧。
所以,当你向东看,希望瞥见圣海伦斯山时,请记住你正在看向一个地质时刻前,一场巨大的火山泥流肆虐的地方。去湖泊东部潜水——好吧,可能更像是涉水——你可以找到所有碎屑下的旧火山泥流。在西端,火山泥流没有到达这里,那里主要是粘土、淤泥和沙子,还有一点泥炭。我发誓这个湖泊渴望有一天成为一个煤田。
它所填充的小盆地被中晚始新世火山岩所环绕,其中有很多玄武岩和玄武安山岩。由于大陆碰撞,这个地区经历了大量的火山活动。在这里四处看看 (pdf),你甚至会找到我们的老朋友哥伦比亚河玄武岩,以及喀斯喀特山脉的诞生和来自圣海伦斯山本身的丰富沉积物。
她就在那里,这位伟大的老妇人,终于从云层中露出了头角
我们将在鸟类、蜻蜓和宁静的沼泽湖泊生活中在这里多待一会儿,然后再回到车里,沿着道路向上行驶,亲眼看看火山泥流对你的漂亮新房子做了什么。
参考文献
埃瓦茨,拉塞尔·C.,华盛顿州考利茨县银湖四边形地质图
(pdf)。
斯科特,K.M.,1989年,图特尔-考利茨河系统中火山泥流和火山泥流漫流的量级和频率:美国地质调查局专业论文1447-B (pdf)。
这篇文章的一个版本最初出现在 En Tequila Es Verdad