一次震撼的全球級火山大爆發(fā)！圣海倫斯火山的“痛”與“愛”

若問美國哪座火山最為人熟知，位于美國太平洋西北區(qū)華盛頓州斯卡梅尼亞縣的圣海倫斯火山（St. Helens）當(dāng)仁不讓。這座火山的前世今生頗具傳奇色彩，素有“美洲富士山”之稱，海拔高度約2549米。圣海倫斯火山是北美喀斯喀特火山鏈上的一座圓錐形層狀大型活火山，也是喀斯喀特山脈最活躍的現(xiàn)代噴發(fā)火山，該火山的復(fù)合式火山錐形成于4-5萬年前。整體上火山噴發(fā)與演化過程可以分為古代階段和現(xiàn)代階段，古代階段主要噴出英安巖、安山巖，現(xiàn)代階段則以玄武巖、安山巖和英安巖為主?；鹕降膰姲l(fā)類型以爆炸式噴發(fā)和普林尼式噴發(fā)為主，對應(yīng)的火山災(zāi)害以火山灰和火山碎屑流最為明顯。

美國圣海倫斯火山位置圖（左圖，原創(chuàng)圖件）和圣海倫斯火山俯瞰圖（右圖，原創(chuàng)圖件）

圣海倫斯火山噴發(fā)序列十分豐富，一萬年以來共有40余次確認(rèn)的噴發(fā)記錄，火山爆發(fā)指數(shù)（VEI）最大為5。約公元前1860年的噴發(fā)是圣海倫斯火山全新世期間最大的一次噴發(fā)，此次噴發(fā)持續(xù)到公元前1610年，在80公里遠(yuǎn)處的雷尼爾國家公園沉積了46厘米厚的火山灰，火山噴發(fā)物體積約為10立方千米。隨后幾千年來經(jīng)歷了多次噴發(fā)，噴發(fā)間隔為數(shù)百年甚至更短，休眠期呈逐漸縮短趨勢，直至1857年火山活動(dòng)期結(jié)束，形成了現(xiàn)今的火山熔巖穹丘。

圣海倫斯火山1980年噴發(fā)前的火山錐體（左圖，圖源于網(wǎng)絡(luò)）；圣海倫斯火山1980年5月18日噴發(fā)后，山頂熔巖穹丘被摧毀，形成了一個(gè)巨大的破火山口（右圖，圖源于網(wǎng)絡(luò)）

火山噴發(fā)前總會(huì)有一些活動(dòng)跡象，可現(xiàn)實(shí)中的火山大爆發(fā)引發(fā)的災(zāi)害總是遠(yuǎn)超人們想象，被載入史冊的圣海倫斯火山1980年大噴發(fā)證實(shí)了這一點(diǎn)。1980年3月火山開始有了蘇醒的跡象，地震、噴氣、顫動(dòng)、變形等噴發(fā)前兆現(xiàn)象連續(xù)發(fā)生，火山口北側(cè)向外擴(kuò)張了80多米。隨后在1980年5月18日美國迎來了歷史上破壞性最大的一次火山爆發(fā)（VEI=5），先是火山北坡發(fā)生5.1級地震，大約7-20秒后，引發(fā)了山體滑坡，滑落山體部分以每小時(shí)175-250公里的速度滑下。山體滑坡減少了巖漿系統(tǒng)的上覆重力，促進(jìn)了火山的爆發(fā)。噴發(fā)產(chǎn)生的火山灰柱到達(dá)了海拔20-25千米的高空。短短幾個(gè)小時(shí)之內(nèi)，火山爆發(fā)就將山頭削去了近300米，留下了一個(gè)馬蹄形的火山口（向北開放），崩塌造成的2.5立方千米巖屑直接沖入下面的山谷，并導(dǎo)致57人喪生，超200座住宅以及約300公里公路遭毀壞。

圣海倫斯火山1980年5月18日大爆發(fā)產(chǎn)生的巨型火山云（左圖）；濃厚的火山灰遮天蔽日（中圖）；火山附近住宅及公路遭毀壞（右圖，圖均來源于網(wǎng)絡(luò)）

目睹此次火山噴發(fā)的人們將此次火山噴發(fā)描述為“地球上的地獄”。1980年3月火山開始蘇醒后，美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）火山學(xué)家約翰斯頓（David A. Johnston）博士基于火山監(jiān)測研究數(shù)據(jù)認(rèn)為，火山將會(huì)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生噴發(fā)，建議當(dāng)局提前疏散火山周邊的工人及居民，從而拯救了幾千人的生命?；鹕綄W(xué)家約翰斯頓憑借著對火山監(jiān)測事業(yè)的忠誠執(zhí)著，在5月18日火山大噴發(fā)的前一晚，在距離火山口約8公里的火山觀測站持續(xù)開展著相關(guān)監(jiān)測工作。在火山大爆發(fā)的當(dāng)天早晨，約翰斯頓對火山一側(cè)的隆起區(qū)進(jìn)行了形變測量，由于此次火山大爆發(fā)過于猛烈，他也在此次大噴發(fā)中喪生。火山學(xué)家約翰斯頓用他的堅(jiān)守和奉獻(xiàn)為后人提供了珍貴的圣海倫斯火山噴發(fā)現(xiàn)場監(jiān)測資料，他對火山的熱愛同巖漿般熾熱。正如紀(jì)錄片《火山摯戀》中描述的，“因?yàn)闊釔鬯粤x無反顧地奔赴”。

1980年5月17日約翰斯頓在火山觀測站進(jìn)行火山監(jiān)測工作（圖源于網(wǎng)絡(luò)）

火山是美麗的亦是危險(xiǎn)的。它可以在毀滅中重生，也可以在新生中再次毀滅?；鹕侥軒Ыo人類饋贈(zèng)，同時(shí)它也會(huì)不可避免地會(huì)帶來災(zāi)難。唯有一代又一代的火山科技工作者持續(xù)完善監(jiān)測預(yù)測預(yù)警體系，才有可能讓火山與人類和諧相處成為觸手可及的未來。

《火山摯戀》紀(jì)錄片（圖源于網(wǎng)絡(luò)）

本期科普結(jié)束！小伙伴們，我們下期見！

本期參考文獻(xiàn)：

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本期作者：宋雨佳 孫立影 Sveva·R·M

策劃：徐智濤 Nikos·S 葉希青 Fabio·S

編輯：顧國輝 李萌萌

審核：盤曉東 康建紅 曹麗 陳波 李忠偉 陳俊杰 鄭國棟 盧燕紅 溫洪濤 龐晶源

宣傳：關(guān)升 朱大慶 韓迪 閆東晗 馬飛 魏美璇 張仁鵬 李一宏

制作單位：中國地震局火山研究所 吉林省地震局 意大利地球物理與火山研究所 意大利卡塔尼亞火山觀測站 意大利維蘇威火山觀測站

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