一次震撼的全球级火山大爆发！圣海伦斯火山的“痛”与“爱”

若问美国哪座火山最为人熟知，位于美国太平洋西北区华盛顿州斯卡梅尼亚县的圣海伦斯火山（St. Helens）当仁不让。这座火山的前世今生颇具传奇色彩，素有“美洲富士山”之称，海拔高度约2549米。圣海伦斯火山是北美喀斯喀特火山链上的一座圆锥形层状大型活火山，也是喀斯喀特山脉最活跃的现代喷发火山，该火山的复合式火山锥形成于4-5万年前。整体上火山喷发与演化过程可以分为古代阶段和现代阶段，古代阶段主要喷出英安岩、安山岩，现代阶段则以玄武岩、安山岩和英安岩为主。火山的喷发类型以爆炸式喷发和普林尼式喷发为主，对应的火山灾害以火山灰和火山碎屑流最为明显。

美国圣海伦斯火山位置图（左图，原创图件）和圣海伦斯火山俯瞰图（右图，原创图件）

圣海伦斯火山喷发序列十分丰富，一万年以来共有40余次确认的喷发记录，火山爆发指数（VEI）最大为5。约公元前1860年的喷发是圣海伦斯火山全新世期间最大的一次喷发，此次喷发持续到公元前1610年，在80公里远处的雷尼尔国家公园沉积了46厘米厚的火山灰，火山喷发物体积约为10立方千米。随后几千年来经历了多次喷发，喷发间隔为数百年甚至更短，休眠期呈逐渐缩短趋势，直至1857年火山活动期结束，形成了现今的火山熔岩穹丘。

圣海伦斯火山1980年喷发前的火山锥体（左图，图源于网络）；圣海伦斯火山1980年5月18日喷发后，山顶熔岩穹丘被摧毁，形成了一个巨大的破火山口（右图，图源于网络）

火山喷发前总会有一些活动迹象，可现实中的火山大爆发引发的灾害总是远超人们想象，被载入史册的圣海伦斯火山1980年大喷发证实了这一点。1980年3月火山开始有了苏醒的迹象，地震、喷气、颤动、变形等喷发前兆现象连续发生，火山口北侧向外扩张了80多米。随后在1980年5月18日美国迎来了历史上破坏性最大的一次火山爆发（VEI=5），先是火山北坡发生5.1级地震，大约7-20秒后，引发了山体滑坡，滑落山体部分以每小时175-250公里的速度滑下。山体滑坡减少了岩浆系统的上覆重力，促进了火山的爆发。喷发产生的火山灰柱到达了海拔20-25千米的高空。短短几个小时之内，火山爆发就将山头削去了近300米，留下了一个马蹄形的火山口（向北开放），崩塌造成的2.5立方千米岩屑直接冲入下面的山谷，并导致57人丧生，超200座住宅以及约300公里公路遭毁坏。

圣海伦斯火山1980年5月18日大爆发产生的巨型火山云（左图）；浓厚的火山灰遮天蔽日（中图）；火山附近住宅及公路遭毁坏（右图，图均来源于网络）

目睹此次火山喷发的人们将此次火山喷发描述为“地球上的地狱”。1980年3月火山开始苏醒后，美国地质调查局（USGS）火山学家约翰斯顿（David A. Johnston）博士基于火山监测研究数据认为，火山将会在短时间内发生喷发，建议当局提前疏散火山周边的工人及居民，从而拯救了几千人的生命。火山学家约翰斯顿凭借着对火山监测事业的忠诚执着，在5月18日火山大喷发的前一晚，在距离火山口约8公里的火山观测站持续开展着相关监测工作。在火山大爆发的当天早晨，约翰斯顿对火山一侧的隆起区进行了形变测量，由于此次火山大爆发过于猛烈，他也在此次大喷发中丧生。火山学家约翰斯顿用他的坚守和奉献为后人提供了珍贵的圣海伦斯火山喷发现场监测资料，他对火山的热爱同岩浆般炽热。正如纪录片《火山挚恋》中描述的，“因为热爱所以义无反顾地奔赴”。

1980年5月17日约翰斯顿在火山观测站进行火山监测工作（图源于网络）

火山是美丽的亦是危险的。它可以在毁灭中重生，也可以在新生中再次毁灭。火山能带给人类馈赠，同时它也会不可避免地会带来灾难。唯有一代又一代的火山科技工作者持续完善监测预测预警体系，才有可能让火山与人类和谐相处成为触手可及的未来。

《火山挚恋》纪录片（图源于网络）

本期科普结束！小伙伴们，我们下期见！

本期参考文献：

[1] 李萌萌, 顾国辉, 关升, 等. 长白山天池火山与圣海伦斯火山地质背景相似性对比[C]. 地震地磁观测与研究, 2022, 43(S1): 70-72.

[2] 洪汉净, 刘辉, 火山活动状态及机理的研究[J]. 地震地质, 2007, 29(3): 502-512.

[3] Gregory P. Waite, Seth C. Moran. VP Structure of Mount St. Helens, Washington, USA, imaged with local earthquake tomography[J]. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 2009, 182: 113-122.

[4] Lipman, P.W., Mullineaux, D.R. (Eds.). The 1980 eruptions of Mount St. Helens, Washington[R]. Washington, DC: US Government Printing Office, 1981, 1250, p.844.

[5] William P.L, Diane R.S. The role of magma mixing, identiffcation of maffc magma inputs, and structure of the underlying magmatic system at Mount St. Helens[J]. American Mineralogist, 2018, 103: 1925-1944.

本期作者：宋雨佳 孙立影 Sveva·R·M

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