大灾难:“完全倒下并掩埋”

圣海伦斯火山爆发后,地质学家与树木进行了大量的“对话”。他们有很多问题,而树木也给出了很多“答案”*。

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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


圣海伦斯火山爆发后,地质学家与树木进行了大量的“对话”。他们有很多问题,而树木也给出了很多“答案”*。

很少有人像理查德·韦特那样广泛地与树木“对话”。他当时正在研究火山爆发沉积物,发现树木非常有帮助。他的实地工作使他确定了三个主要层:A1,底层,充满了砾石。A2,上一层,是粗砂,最后的A3,是细的火山灰砂。** 在这些层中,到处都是树木及其碎片,他仔细询问它们,以弄清侧向爆发的进程以及它如何留下沉积物。

在火山附近,距离喷发口约6-12公里(3.7-6.2英里)处,他发现倒下的树木要么完全被砾石底层掩埋,要么以一定角度从砾石层中突出。这些树木即使在倒下之前直接承受爆发冲击的一侧,也保留了一些树皮,这与完全被剥光的树桩和站立的树木不同。由于它们下方没有爆发沉积物,因此这些倒下的树木必定是在砾石倾泻而下之前或期间倒下的。砾石降落时没有磨掉树皮这一事实告诉他,A1层在磨蚀水平表面方面并不是那么强。由于曲率和侧向爆发的性质,A1和A2层都难以在原木顶部形成超过薄薄一层的沉积物。


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即使是那些较薄的沉积物也具有一定的保护作用。从沉积物中伸出的树木部分比被掩埋的部分情况更糟:它们失去了树皮,并且还被严重烧焦。烧焦现象并没有发生在已经被A1层覆盖的部分,这表明A1层并没有那么热。烧焦现象表明,“一股非常热的气体流”在A1层到达后不久从火山中喷出。在A1和A2层沉积期间发生所有烘烤和磨蚀之后,A3层覆盖了结果,表明它是最后到达的。

该区域内没有任何东西幸存。里克当时是在和死树“对话”。但是当他向北移动10-12公里(6.2-7.5英里)时,他发现了一些非凡的东西:生命。在爆发中一直站立的树木已经枯死,针叶被剥光,并且严重烧焦。但是一些树木弯曲、折断,并被爆发沉积物掩埋,很像它们可能被雪崩覆盖一样。火山爆发几天后,当水开始在沉积物中切割出沟壑时,树木从它们的坟墓中解放出来,并重新挺立起来,仍然绿意盎然,十分可爱,尽管有些疲惫。即使是岩石上的脆弱苔藓也幸存了下来,只要它们被充分覆盖,然后迅速出土。这些绿色、生长的植物证实了它们已故“亲属”的证词:那股灼热的气体流肯定是在侵蚀前锋和A1层之后才到达的。而且A1层为一些树木的生存提供了必要的隔热。

并非生存是简单的,甚至是不太可能的。

在距离火山更远的地方,约15-25公里(9.3-15.5英里)处,爆发已经失去了足够的能量来停止携带A1层,但侵蚀前锋仍然足够强大,可以将一些树木击倒,并将另一些变成残株。倒下的树木,被一层厚厚的A2层掩埋,保留了它们的树皮。残株就没有那么幸运了:它们失去了朝向火山一侧的树皮,尽管只在地上一两米的高度以上。热气流与A2层一同到达,并忙于剥蚀和烧焦,但落后于侵蚀前锋。在倒木区的远端,站立的树木失去了针叶,树枝末端被爆发物磨蚀,但被A2层覆盖的下部树枝保留了死亡、烧焦的针叶。A2层无法保护它们免受随之而来并持续存在的热气体的侵害,但确实提供了一些防御。

在烧焦带,A2层确实变得很薄。但是气流并没有失去热量,因此产生了烧焦。一层粉质的A3层覆盖了一些烧焦的树枝,这些树枝与裸露的树枝一样被烤焦。因此,热气流在A3层到达之前就到达并离开了。

以上是被沉积物覆盖的树木的故事。接下来,我们将“采访”那些实际上变成了沉积物本身的树木。

 

*未使用违禁物质。树木并没有真的说话。一切都很好。

**不是海滩沙——这里的沙指的是岩石颗粒的大小。这是沙粒大小的火山灰。

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参考文献

Lipman, Peter W.,和 Mullineaux, Donal R.,编辑 (1981):1980年圣海伦斯火山爆发,华盛顿州。《美国地质调查局专业论文集》1250号。

 

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