本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
这就是开头的麻烦:真正的开始通常是微妙的,并且在当时难以辨认。只有在回顾过去时,我们才能回过头来,查看一系列事件,直到找到一个可以指出的地方,然后说:“这里。这里是开始的地方。这是时间,地点,真正的事件。” 即使如此,通常也只是一个开始。有很多地方可以指出,有很多事件可以选择。
它始于地震。
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圣海伦斯火山一直比它的同胞们在地震方面更活跃。20世纪70年代早期的研究发现两种类型的地震:通常是位于火山高处的“火山型”地震,以及位于东北和西南方向几公里处的经典构造地震。进一步的研究表明,具有“火山型”特征的地震是冰川刮擦山体的结果。对于一个位于构造活跃地区的冰雪覆盖的火山来说,这一切都不算异常。
移动的手指在20世纪70年代继续前进,到达1980年3月,悬停并停止。这里。3月16日。
这仅仅是火山周围地震计数的小幅上升。在那一天,当计数上升到13次时,没有人指出它;或者在17日、18日或19日,当计数达到每天34次时。尽管这个每日总数几乎等于前五年在圣海伦斯火山附近记录的地震总数,但现在就喊火山爆发还为时过早。伐木工人正忙于修路:记录到的地震活动可能仅仅是他们爆破的结果。无需担心。没有开始,直到在行动过程中,根据确定的知识仔细审查之前的记录,移动的手指才能自信地指出。这里。
还有另一个开始。
太平洋标准时间下午3:47,1980年3月20日。这次地震强度大、震源浅,与之前的任何一次都不同。它剧烈地摇晃着火山周围的地面,足以引起人们的注意。在华盛顿州西雅图,来自华盛顿大学和美国地质调查局的联合小组,正在研究火山周围的地震活动以寻找地热资源,他们看到他们的仪器记录到4.2级地震。他们不知道什么正在开始,但他们有所怀疑。到第二天,他们正在火山上和周围安装新的地震仪。圣海伦斯火山太危险了,不能冒险。他们需要知道。
美国林务局官员和华盛顿大学/美国地质调查局地震研究小组的地球物理学家联系了美国地质调查局火山灾害项目的丹·米勒、多纳尔·穆利诺和德怀特·克兰德尔,报告地震活动的增加并寻求建议。他们三人曾广泛研究过这座火山,并在1978年发表了一篇论文,概述了它的危害,并预测它将再次爆发,可能最早在本世纪末。这次大地震和持续的余震可能预示着即将到来的火山爆发。熟悉其习性的专家将至关重要。
3月22日,另一次4级地震震动了火山,到23日,很明显地震仪记录的不是余震序列。地震平均每小时15次,频率还在增加,尽管大多数地震的震级仍然很低——只有不到2%达到3级或更高——但活动的剧烈程度让地质学家清楚地意识到,他们正处于喀斯喀特山脉从未见过的地震群中。而这个地震群可能是火山成因的。
一旦官员和科学家们将该序列识别为地震群,他们就迅速做出了反应。3月24日,当四次4级或更高级别的地震,其中一次达到4.7级,撼动火山时,太平洋电力和照明公司的工人们降低了斯威夫特水库的水位,以适应米勒、穆利诺和克兰德尔1978年危害论文中预测的可能发生的泥石流。华盛顿大学的地震学实验室改为24小时工作制,而地震学家和美国林务局官员建议公众,远离圣海伦斯火山将是非常明智的。米勒、穆利诺和克兰德尔从国家气象局和美国国家海洋和大气管理局的空气资源实验室获得了数据,这些数据将使他们能够绘制出火山爆发时可能受到火山灰影响的区域:这些预测将每天更新。危害地图被制作和分发,使官员们能够在接下来的六天里围绕火山计划行动。
一架飞机升空检查火山的变化。
什么也没有。除了几次雪崩之外,没有重大变化,没有变形或断裂。历史悠久的温泉区没有升温。尽管地下隆隆作响,但一切看起来都很正常。这位老妇人肯定在酝酿着什么,但你永远不会从她宁静的外表看出来。
移动的手指,在越来越引人注目的事件之间不安地闪烁,在3月25日重重地落下。这里。这里是戏剧性开始的地方。
在一个小时内,五次大于4级的地震震动了火山,在一天结束之前,4级以上地震的总数达到25次。位于西侧翼的可怜的地震站跟不上节奏。到下午早些时候,它已经充满了地震。小地震被大地震淹没;通常充满离散波动的图表几乎是全黑的。随着美国联邦航空管理局限制了火山上空空域,在地震活动高峰期飞越山顶的科学家和摄影师看到新的裂缝在冰川中裂开;岩崩和雪崩从山坡上倾泻而下。摄影师巴德·金博尔告诉美国地质调查局,他发现山顶的积雪中出现了一条相当大的裂缝。情况显然变得紧张起来。
紧急协调中心在华盛顿州温哥华市成立,美国林务局担心雪崩可能到达斯皮里特湖,关闭了那里的信息中心。他们限制了进入火山树木线以上的区域,并关闭了几条森林道路,以防止公众受到伤害。多纳尔·穆利诺飞往温哥华,因为强烈的地震活动持续了一整夜。事件已经发展到如此程度,以至于最熟悉圣海伦斯火山暴力倾向的三人之一需要亲临现场评估情况。
穆利诺在3月26日为受其影响的政府代表和私营企业举行的会议上概述了她潜在的危险。他解释了他们可能预期的火山爆发类型,并概述了它们可能造成的结果。他的警告促使美国林务局和县官员关闭了圣海伦斯火山侧翼以外的区域。当他们努力评估危害并保护公众时,地震仍在继续,其中包括七次大于4级的地震。这些地震的震源深度令人担忧:火山下方不到5公里(3英里)。地震学家斯蒂芬·马龙和他的团队查看了总数:3月20日至太平洋标准时间上午11:00之间发生了10次2.6级或更高级别的地震,25日至26日之间发生了174次。他们后来在关于他们工作的论文中表示:“我们看不出这种活动如何在不发生重大事件的情况下继续下去。”
任何其他地质学家也看不出来。随着地震活动的指数级增长,他们迅速采取行动。3月27日早上,美国地质调查局发布了危害预警。陆军国民警卫队对火山进行了侦察飞行:太平洋标准时间上午11:20,他们发现山顶附近的冰盖上有一个带灰色条纹的洞。
下午12:36,一声巨响在火山附近的山脊和山谷中回荡。
移动的手指停止了。这里。这里是圣海伦斯火山证明所有怀疑火山爆发的科学家100%正确的地方。
这里是她的爆发阶段开始的地方。
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参考文献:
Klimasauskas, E. and Topinka, L. (2000-2010): 华盛顿州圣海伦斯火山,1980年5月18日爆发的前兆. 喀斯喀特火山观测站网站,美国地质调查局 (最后访问日期:2012年6月13日)。
Korsec, M.A., Rigby, J.G., and Stoffel, K.L. (1980): 1980年华盛顿州圣海伦斯火山爆发. 自然资源部信息通告71。(PDF)
Lipman, Peter W., and Mullineaux, Donal R., 编辑 (1981): 1980年华盛顿州圣海伦斯火山爆发. 美国地质调查局专业论文1250。