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
终于,我们回到了关于1980年5月18日圣海伦斯火山爆发的长期系列报道。上次我们关注这座狂暴的火山时,它正忙着炙烤树木。而且还没完...
回到我在亚利桑那州的老高中,一些天才或一群天才对体育教育做出了两个独立但相互关联的决定
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他们强制要求穿短裤,并且
他们决定我们在三月份打网球。
现在,这两个决定本身不一定坏,至少单独来看不是,但是没有人考虑到气象学、地理学、地质学和建筑学的关键因素。即:三月是亚利桑那州北部风最大的月份,佩吉镇覆盖着从壮丽的佩吉砂岩侵蚀而来的厚厚沙子,而且网球场是室外的。我经常有机会反思这样一个事实:我最小的叔叔通过喷砂处理去除了我们 Datsun 240z 的旧油漆。我现在知道那辆车的感觉了。我的腿从未如此彻底地摆脱死皮,死皮连同几层表皮一起被剥落。如果我在那些日子里对宗教了解很多,我可能会皈依一个极端强调谦虚的教派,只是为了我可以声称宗教豁免并穿上裤子。那被风吹起的沙子疼得要命。
而那只是普通的春风,携带普通的沙子,而不是火山爆发云,携带各种超锋利、有时很大、而且绝对热的岩石碎片和玻璃状火山灰。我无法想象那会有多糟糕。
幸运的是,我们有科学告诉我们足够多的信息来填补空白。地质学家詹姆斯·摩尔和托马斯·西森在圣海伦斯火山全力袭击树木后,对树木进行了全面研究。你可能会觉得很奇怪,两个科学家伙是如何在树木和树桩周围爬来爬去测量不存在的东西(因为已经被磨蚀掉了),但他们做到了——并因此在火山传奇中写下了新的篇章。
他们通过对这些可怜树木的原始厚度进行一种法医重建,利用圣海伦斯火山遗漏的树木外表面碎片,加上生长轮,计算出有多少树木被移除。他们主要依靠树桩和未倒伏的小树。这些测量结果讲述了一个故事,让我意识到在那些多风的网球场上我的境况有多好。
如果你是树木朝向火山的那一面,那你的情况确实非常糟糕。几乎同样地,从底部到顶部,你都会被完全喷砂。即使倒下也无法保护你:这只意味着你的根部在暴露于火山的部分承受了冲击。横向爆发的磨蚀阶段可能持续时间不长,但足以在你站立和倒下时都击中你。哎哟。
摩尔和西森的测量结果表明,朝向爆发一侧的所有树皮都被剥掉了。如果你是一棵大树,那么你身上 1-2 厘米(0.4-0.8 英寸)的部分会被立即撕裂。如果你是一棵小树,你平均会损失一毫米——这听起来可能不多,但都是相对而言的。如果你靠近火山,树干超过 180° 的树皮会被炸掉。如果你是一个树桩,你最终会被磨蚀得比你在那灼热、充满砂砾的风中弯曲的小树还要严重。8 公里(5 英里)范围内的树桩实际上被磨蚀了几厘米深。我近乎微观的表皮缺失层与那相比,简直不算什么。
更远的地方情况也好不了多少。14-20 公里(8.7-12.4 英里)远的小树(不考虑南部边缘)有 180° 的树皮被剥掉。在约翰斯顿山脊天文台看到的最令人毛骨悚然的事情之一是展示发生这种情况的树木之一。
更远的地方,近侧被它们经受的喷砂处理弄粗糙了,但没有完全剥掉树皮——我的腿可以感同身受。
美国地质调查局地质学家理查德·韦特查看了倒下的、保留了树枝的树木,发现它们以前的底侧,即树木倒下后朝向火山的一侧,“被剥皮和磨蚀”,这表明即使在爆发阶段强大到足以将老巨树击倒之后,爆发仍然在水平方向抛射物体——一种令人难以置信的力量。
磨蚀随着距离的增加而减小;模式显示,“涌浪携带的碎片的大小、速度和数量同时减少”,距离越远,减少得越多。它正在失去能量并卸下负载;它埋在树木中的碎片告诉我们更多关于爆发的复杂阶段。树木已被喷砂、击倒和烧焦,但火山还没有完全放过它们。
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参考文献
Lipman, Peter W.,和 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。