幕間曲:“強大的側向爆發”

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聖海倫斯火山 5 月 18 日噴發最令人驚訝的方面之一是破壞如此大面積區域的毀滅性側向爆發。接下來的幾篇文章我們將探討這個主題。這是非常複雜噴發的一個複雜方面,所以在深入探討之前,讓我們先看看歷史上的側向爆發,在聖海倫斯火山整個側面噴發之前我們知道些什麼,以及我們從中學到的一些東西。

在 1980 年之前,側向爆發並非完全不為人知。1888 年,日本的磐梯山經歷了一場災難性的噴發,移除了 1.5 立方公里(0.36 立方英里)的山頂。它以前類似富士山的頂峰被削減成破碎的殘餘物——很像我們已經非常熟悉的另一座火山。東京帝國大學的地質學家關谷清景和菊池雄藏認為磐梯山北坡底部的沉積物是山體滑坡的結果;蘇聯火山學家 G. S. Gorshkov 將其歸因於定向爆發。難道兩者都有可能嗎?聖海倫斯火山提示我們,這種爆發與山體滑坡密切相關:地震震鬆了不穩定的斜坡,由此產生的山體滑坡使下方的岩漿房(和/或熱液系統?)減壓,然後

1956 年,堪察加半島的別濟米揚尼火山在 1956 年爆發——戈爾什科夫將這次噴發歸類為“真正巨大的”。確實如此——這次噴發摧毀了火山的大部分。戈爾什科夫的圖 16 顯示了噴發前的輪廓疊加在噴發後山體之上。《聖海倫斯火山系列》的粉絲應該會覺得這出奇地熟悉。


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在 1980 年 5 月 18 日之後,火山學家回顧別濟米揚尼火山,發現那裡的破壞在某種程度上是有道理的。

希韋盧奇火山,也在堪察加半島,於 1964 年猛烈噴發。戈爾什科夫撰寫了一篇關於爆發的開創性論文,題為“希韋盧奇火山(堪察加半島)的巨大定向爆發”,美國地質勘探局的地質學家在努力理解聖海倫斯火山事件時經常引用該論文。這裡的側向(定向)爆發移除了山脈在先前噴發期中費力建造的幾個火山穹丘,並留下了一個外殼。

戈爾什科夫寫道:“有必要補充的是,以前風景如畫的火山腳下曾有豐富的動物和植被,現在變成了一片貧瘠的石質沙漠,覆蓋著成千上萬的大大小小的山丘。” 他說的可能是聖海倫斯火山的受災地區。

在不到十年內發生在同一半島上的兩次側向爆發,使戈爾什科夫和他的地質學家同事將定向爆發定義為一種新型的噴發,並促使火山學家更仔細地研究以前未被理解為側向噴發的噴發。

地質學家甚至在聖海倫斯火山發現了先前側向噴發的證據。克蘭德爾和穆利諾在他們的災害評估中指出,“這種爆發通常與火山穹丘的形成有關,並且通常隻影響火山穹丘正在噴發的一側。” 他們建議側向爆發可能會影響到至少 10 公里(6.2 英里)的區域。他們非常清楚聖海倫斯火山有能力產生定向爆發,甚至可能是一次相當大的爆發——但沒有人預測到她最終釋放的規模。她之前負責的唯一已確認的側向爆發發生在 1000 多年前,而且那只是兩個微不足道的東西,甚至不及她 5 月 18 日的盛況的十分之一。

其他火山也發生過其他定向爆發——例如 1915 年加利福尼亞州的拉森峰,那裡的側向爆發摧毀了東北坡的大片區域,以及巴布亞紐幾內亞的拉明頓山,那裡的噴發型別與聖海倫斯火山相似,但規模較小,發生在 1951 年——但它們都有另一個共同點:由於各種原因,它們的定向爆發都沒有得到充分的觀察。然而,聖海倫斯火山卻擠滿了地質學家,佈滿了精密的裝置,並裝飾著攝影師。她的噴發發生在晴朗早晨的晴朗天氣裡,靠近人口稠密的地區。而那次側向爆發可能成為歷史上記錄最完善、研究最深入的定向爆發。

地質學家在火山爆發的那一刻就飛越了這座山,在整個噴發過程中都在拍照和繞山飛行,並在火山灰有機會沉降之前就到達了地面。他們挖掘了新鮮的沉積物,記錄、取樣和測量,收集了目擊者陳述,研究了他們的照片,並收集了各種記錄整個事件的儀器的讀數。他們可以按照一系列照片追蹤整個過程,將這些照片與地面觀察結果相關聯,並弄清楚究竟是什麼原因導致火山有時會向側面噴發。

聖海倫斯火山還提供了一個實驗室,我們在那裡學會了如何識別定向爆發的噴發產物。地質學的主要公理之一是“現在是過去的鑰匙”。當談到火山時,過去也是未來的鑰匙。但你必須知道你在看什麼,才能破譯那些沉積物想要告訴你什麼。5 月 18 日的定向爆發留下了大量的沉積物供地質學家研究。它們提供了一個很好的對比,幫助地質學家瞭解經典火山碎屑湧浪和這種奇異的水平噴發風格之間的區別。知道要尋找什麼將幫助地質學家識別類似的滑坡,現在稱為扇形崩塌,在數百座其他火山中。

我們現在更加意識到,那些高大美麗的層狀火山有一種令人不安的趨勢,會以主要方式倒塌,並且並不總是向上噴發,而是向外噴發。這有助於我們瞭解當我們更多的人在這些危險但迷人的山脈附近和山上生活和玩耍時所面臨的危險。我們從聖海倫斯火山吸取的教訓有助於我們拯救生命。

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參考文獻:

Crandell, D. R., 和 Mullineaux, D. R., 1978 年:華盛頓州聖海倫斯火山未來噴發的潛在危險。美國地質調查局公告 1383-C。

Gorshkov, G.S. (1959 年):別濟米揚尼火山的巨大噴發。《火山學公報》,第 2 系列,第 20 卷,第 77-109 頁。

Gorshkov, G.S. 和 Dubik, Y.M. (1970 年):希韋盧奇火山(堪察加半島)的巨大定向爆發。《火山學公報》,第 34 卷,第 261-268 頁。

Lipman, Peter W., 和 Mullineaux, Donal R., 編輯 (1981 年):1980 年華盛頓州聖海倫斯火山的噴發。美國地質調查局專業論文 1250。

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