幕间曲:“强大的侧向爆发”

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圣海伦斯火山 5 月 18 日喷发最令人惊讶的方面之一是破坏如此大面积区域的毁灭性侧向爆发。接下来的几篇文章我们将探讨这个主题。这是非常复杂喷发的一个复杂方面,所以在深入探讨之前,让我们先看看历史上的侧向爆发,在圣海伦斯火山整个侧面喷发之前我们知道些什么,以及我们从中学到的一些东西。

在 1980 年之前,侧向爆发并非完全不为人知。1888 年,日本的磐梯山经历了一场灾难性的喷发,移除了 1.5 立方公里(0.36 立方英里)的山顶。它以前类似富士山的顶峰被削减成破碎的残余物——很像我们已经非常熟悉的另一座火山。东京帝国大学的地质学家关谷清景和菊池雄藏认为磐梯山北坡底部的沉积物是山体滑坡的结果;苏联火山学家 G. S. Gorshkov 将其归因于定向爆发。难道两者都有可能吗?圣海伦斯火山提示我们,这种爆发与山体滑坡密切相关:地震震松了不稳定的斜坡,由此产生的山体滑坡使下方的岩浆房(和/或热液系统?)减压,然后

1956 年,堪察加半岛的别济米扬尼火山在 1956 年爆发——戈尔什科夫将这次喷发归类为“真正巨大的”。确实如此——这次喷发摧毁了火山的大部分。戈尔什科夫的图 16 显示了喷发前的轮廓叠加在喷发后山体之上。《圣海伦斯火山系列》的粉丝应该会觉得这出奇地熟悉。


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在 1980 年 5 月 18 日之后,火山学家回顾别济米扬尼火山,发现那里的破坏在某种程度上是有道理的。

希韦卢奇火山,也在堪察加半岛,于 1964 年猛烈喷发。戈尔什科夫撰写了一篇关于爆发的开创性论文,题为“希韦卢奇火山(堪察加半岛)的巨大定向爆发”,美国地质勘探局的地质学家在努力理解圣海伦斯火山事件时经常引用该论文。这里的侧向(定向)爆发移除了山脉在先前喷发期中费力建造的几个火山穹丘,并留下了一个外壳。

戈尔什科夫写道:“有必要补充的是,以前风景如画的火山脚下曾有丰富的动物和植被,现在变成了一片贫瘠的石质沙漠,覆盖着成千上万的大大小小的山丘。” 他说的可能是圣海伦斯火山的受灾地区。

在不到十年内发生在同一半岛上的两次侧向爆发,使戈尔什科夫和他的地质学家同事将定向爆发定义为一种新型的喷发,并促使火山学家更仔细地研究以前未被理解为侧向喷发的喷发。

地质学家甚至在圣海伦斯火山发现了先前侧向喷发的证据。克兰德尔和穆利诺在他们的灾害评估中指出,“这种爆发通常与火山穹丘的形成有关,并且通常只影响火山穹丘正在喷发的一侧。” 他们建议侧向爆发可能会影响到至少 10 公里(6.2 英里)的区域。他们非常清楚圣海伦斯火山有能力产生定向爆发,甚至可能是一次相当大的爆发——但没有人预测到她最终释放的规模。她之前负责的唯一已确认的侧向爆发发生在 1000 多年前,而且那只是两个微不足道的东西,甚至不及她 5 月 18 日的盛况的十分之一。

其他火山也发生过其他定向爆发——例如 1915 年加利福尼亚州的拉森峰,那里的侧向爆发摧毁了东北坡的大片区域,以及巴布亚新几内亚的拉明顿山,那里的喷发类型与圣海伦斯火山相似,但规模较小,发生在 1951 年——但它们都有另一个共同点:由于各种原因,它们的定向爆发都没有得到充分的观察。然而,圣海伦斯火山却挤满了地质学家,布满了精密的设备,并装饰着摄影师。她的喷发发生在晴朗早晨的晴朗天气里,靠近人口稠密的地区。而那次侧向爆发可能成为历史上记录最完善、研究最深入的定向爆发。

地质学家在火山爆发的那一刻就飞越了这座山,在整个喷发过程中都在拍照和绕山飞行,并在火山灰有机会沉降之前就到达了地面。他们挖掘了新鲜的沉积物,记录、取样和测量,收集了目击者陈述,研究了他们的照片,并收集了各种记录整个事件的仪器的读数。他们可以按照一系列照片追踪整个过程,将这些照片与地面观察结果相关联,并弄清楚究竟是什么原因导致火山有时会向侧面喷发。

圣海伦斯火山还提供了一个实验室,我们在那里学会了如何识别定向爆发的喷发产物。地质学的主要公理之一是“现在是过去的钥匙”。当谈到火山时,过去也是未来的钥匙。但你必须知道你在看什么,才能破译那些沉积物想要告诉你什么。5 月 18 日的定向爆发留下了大量的沉积物供地质学家研究。它们提供了一个很好的对比,帮助地质学家了解经典火山碎屑涌浪和这种奇异的水平喷发风格之间的区别。知道要寻找什么将帮助地质学家识别类似的滑坡,现在称为扇形崩塌,在数百座其他火山中。

我们现在更加意识到,那些高大美丽的层状火山有一种令人不安的趋势,会以主要方式倒塌,并且并不总是向上喷发,而是向外喷发。这有助于我们了解当我们更多的人在这些危险但迷人的山脉附近和山上生活和玩耍时所面临的危险。我们从圣海伦斯火山吸取的教训有助于我们拯救生命。

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参考文献:

Crandell, D. R., 和 Mullineaux, D. R., 1978 年:华盛顿州圣海伦斯火山未来喷发的潜在危险。美国地质调查局公告 1383-C。

Gorshkov, G.S. (1959 年):别济米扬尼火山的巨大喷发。《火山学公报》,第 2 系列,第 20 卷,第 77-109 页。

Gorshkov, G.S. 和 Dubik, Y.M. (1970 年):希韦卢奇火山(堪察加半岛)的巨大定向爆发。《火山学公报》,第 34 卷,第 261-268 页。

Lipman, Peter W., 和 Mullineaux, Donal R., 编辑 (1981 年):1980 年华盛顿州圣海伦斯火山的喷发。美国地质调查局专业论文 1250。

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