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
定向爆破开始后几秒钟,圣海伦斯火山方圆约十公里(6.2英里)爆破区内的生命即将消失。
里克·霍布利特、丹·米勒和詹姆斯·瓦兰斯在他们1981年关于爆破沉积物的论文中写道:“定向爆破通常会摧毁大片区域……并基本上杀死这些区域内所有地表生命。” 无论是人类和动物,还是节肢动物和鸟类,树木、灌木和花卉,都无一幸免。定向爆破释放的动能和热能相当于在短短几瞬间释放了24兆吨的能量。这比美国有史以来制造的最大的氢弹的理论当量只少1兆吨;摧毁城市的第一批核弹的当量分别为15千吨和21千吨,比之小几个数量级。测量爆炸的仪器看到“振幅变化与1-10兆吨[百万吨]范围内核装置爆炸引起的振幅变化相当。”
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对于像这样的喷发是有词汇描述的。它们属于火山爆发指数。圣海伦斯火山爆发高潮的定性描述是“剧烈的”,但作为描述符,它仅达到“非常大”。某些版本的VEI在这一点上变得语塞;其他版本则升级为“巨大的”、“庞大的”和“难以形容的”。圣海伦斯火山仅仅略高于平均水平。
使她如此具有破坏性的是能量释放的方向。她不仅仅是向上空爆炸;当她的北坡坍塌时,它使隐穹丘的受限能量能够横向逸出,并将释放沿着地面引导,而人和植物和动物都在地面上。
最初的爆破从糖碗穹丘附近的每秒约50-100米(112-224英里/小时)加速到至少156米/秒(349英里/小时),直到摧毁四公里(2.5英里)外的SOS地震台。离开喷口的较高压力并遇到开放空气的相对较低压力,它扩散开来,覆盖了超过180°的范围,向西和向东压向南图特尔河和北图特尔河流域的人们。
加拿大地质学学生凯瑟琳·希克森和她的丈夫保罗在山顶以东十五公里(9.3英里)处观看了喷发的展开,他们吓坏了的狗蜷缩在他们身边。起初,云团顺着崩塌的山脉北坡平稳地向下冲;然后它开始向东滚滚而来,朝他们扑来,超过了雪崩。看着它,意识到它将直接穿过他们和山脉之间的河谷,凯瑟琳想到了两个词:“火山碎屑流”,发光的云。像这样的喷发云曾从培雷火山上奔流而下,将繁荣的马提尼克岛海港变成废墟,造成近三万人死亡;一个曾从维苏威火山降临到庞贝古城,无人生还。她知道汽车毫无机会。“所以我们逃走了,”她在喷发后写给朋友的信中简单地说。
当她的丈夫沿着一条狭窄的伐木路飞驰,躲避着疯狂的麋鹿和坠落的岩石时,她拍了几张云团向他们逼近的照片。
在山顶以西九公里(5.6英里)处,乔·沙利文、他的妻子、姐夫和朋友马克·达尔向西逃离南图特尔河,巨大的黑色喷发云翻过山丘。他们的速度达到了每小时121-129公里(75-80英里/小时),但在不到四分钟后,载满火山灰的云团从他们西北方的一条山脊上滚滚而来——它已经沿着北图特尔河谷超越了他们。
在他们身后,仅在爆炸火山以西八公里(5英里)处,戴夫·克罗克特发现自己被困住了。
他们所有人都在爆破线的方向上。
定向爆破的火山碎屑密度流后来被霍布利特、米勒和瓦兰斯描述为“碎屑和膨胀气体的亚水平喷泉状物质”。这些气体从碎屑雪崩和地面上撕裂并剥落了现有的岩石,将这些岩石与来自隐穹丘的热年轻英安岩混合在一起,并将整个物质块以惊人的速度抛掷出去。当云团经过碎屑雪崩时,它裹挟了更多冷物质,从而降低了其温度,但在东部和西部,它混合的松散岩石较少,仍然非常热——高达300°C(572°F)。在雷尼尔山和亚当斯山的目击者看到它流过山谷和山脊,紧贴地面,无视地形。它所经过之处,寸草不生。树木被连根拔起,被吹走,其中许多在火山12公里(7.5英里)范围内被削成碎片并与碎屑混合在一起。汽车、卡车和伐木设备被喷砂、撞击、烧焦:爆破云的速度与其冲击的岩石和原木相结合,有时会猛烈撞击车辆,足以在除倒木区三分之一以外的所有区域内移动或翻转它们。
被困在受灾区域这一部分的人、动物和植物无一幸免。在不到四分钟的时间里,一个阳光明媚的早晨变成了一场灼热、黑暗、致命的石头暴风雪,他们都消失了,他们中的大多数人被白炽的火山灰和气体窒息而死。
大气层拯救了希克森一家和其他位于东部和西部爆破云路径上的人。随着稀疏(膨胀)波从大气层反射并变成压缩波,爆破被偏转到北方。它在距离希克森一家仅3公里(1.9英里)的地方停了下来;它与戴夫·克罗克特的距离可能只有一半。流体动力学的变幻莫测将破坏从那些幸运的人身边引开了。
但是西北、北部和东北部的人们仍然在其路径上。在北部十九公里(11.8英里)处的绿河水系,阿尔·布鲁克斯和他的朋友戴尔和莱斯利·戴维斯在爆破云升起在冷水溪以北的山脊上方时拍了一张照片。几秒钟后,他们告诉美国地质调查局的地质学家,“看起来好像整座山脉都爆炸了。” 北部的其他目击者看到灰尘和岩石墙,现在有几千英尺高,突然在他们面前升起。而那团爆破云,“一团沸腾的岩石……和你看到的一样高”正直接向他们袭来。
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参考文献
Hickson, Catherine J. (2005): 圣海伦斯火山:在石风中幸存. 温哥华,不列颠哥伦比亚省,加拿大:Tricouni Press.
Lipman, Peter W., and Mullineaux, Donal R., Editors (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集1250.