圣海伦火山

圣海伦火山_7分词条

圣海伦火山圣海伦火山
圣海伦火山(英文:MountSt.Helens)是一座活火山,位于美国太平洋西北区华盛顿州的斯卡梅尼亚县西雅图市以南154公里,波特兰市东北85公里处,是喀斯喀特山脉的一部分。山的名称来自英国外交官圣海伦勋爵,他是18世纪对此地进行勘测的探险家乔治·温哥华的朋友。圣海伦火山是包含160多个活火山的环太平洋火山带的一部分,因火山灰喷发和火山碎屑流而闻名。

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圣海伦火山 概况

       

圣海伦火山圣海伦火山1980年爆发之前,山顶还没有缺了一截
圣海伦火山最著名的一次爆发发生在1980年5月18日的08:32(太平洋标准时间)。这是美国历史上死伤人数最多和对经济破坏最严重的一次火山爆发(1912年阿拉斯加卡特迈火山爆发是美国历史上规模最大的一次火山爆发)。圣海伦火山爆发造成57人死亡,250座住宅、47座桥梁、24公里铁路和300公里高速公路被摧毁。火山爆发引发的大规模山崩使山的海拔高度从爆发前2950米下降到了2550米,并形成了1.5公里宽、125米深的马蹄形火山口。喷发出的火山灰和碎屑的体积达到了2.3立方公里,是历史记载中最大规模的一次。虽然与其他地质年代发生过的火山爆发相比则有所逊色。

喀斯喀特山脉其他火山类似,圣海伦火山呈圆锥形,由熔岩火山灰、轻石(pumice)和其它沉积物交替层叠堆积而成。圣海伦火山还包括玄武岩和安山岩层,几个英安岩火山穹丘即为从中喷发形成。最大的一个火山穹丘构成了老的山峰,另一个则构成了北侧的“山羊石”。1980年的爆发将其全部摧毁。

圣海伦火山 地理

       

圣海伦火山位于喀斯开山脉东段,亚当斯火山(MountAdams)正西55公里处。这些“兄弟姐妹火山”分别距喀斯开山脉火山中的巨人——瑞尼火山(MountRainier)约80公里。与圣海伦火山距离最近的主要火山是东南方向约95公里处俄勒冈州的胡德火山(MountHood)。

与喀斯开山脉其他主要火山相比,圣海伦火山的地质年龄相对较小,1980年爆发之前的山峰更是在约2200年前才开始形成。在全新世(近1万年)里,它是喀斯开山脉最活跃的火山。

圣海伦火山圣海伦火山和附近的区域的鸟瞰图
即便在由于爆发失去其部分高度之前,圣海伦火山也不属于喀斯开山脉中最高的,其山峰海拔在华盛顿州只排在第五。圣海伦火山在周围的群山中受到瞩目是因其山峰形状的对称,以及1980年前山峰上厚厚的积雪,并因此得到了“美国的富士山”的昵称。火山的底部与临近的山脊相连,横跨约9.5公里,北侧海拔约1340米,其余部分海拔约1220米。火山山峰从底部向上直耸1500米。在爆发前的林木线(tree-line)位置,山峰的宽度约有6.4公里。

火山上的溪流分别汇入三大河流系统:北方和西北方的图尔特河(en:ToutleRiver),西边的卡拉玛河(KalamaRiver),和东南方向的路易斯河(LewisRiver)。当地每年平均3.6m的降雨和山顶上厚度可达4.9米的积雪为溪流供应了充足的水源。Lewis河上有三座水库,用于水力发电。山南侧和东侧的溪流流入火山正南方位于上游的雨燕水库(SwiftReservoir)。

虽然圣海伦火山属于斯卡梅尼亚县,最佳的登山线路却在西面穿越考利茨县。华盛顿州504号州路,即灵湖纪念公路(SpiritLakeMemorialHighway),在火山西55公里处与车流繁忙的5号州际公路49号出口相连。这条南北方向的主要州际公路沿科里兹河(CowlitRiver)掠过低地上的罗克堡(CastleRock)、郎维尤(Longview)和凯尔索(Kelso)等城市,并穿过西南80公里处的温哥华—波特兰城市群。离火山最近的居民区是山峰西南偏南18公里刘易斯河谷上的库噶尔村(Cougar)。火山周围被吉福德·平肖(GiffordPinchot)国家森林环绕。

圣海伦火山 爆发(1980年)

       

圣海伦火山灵湖于1980年爆发之前的景观
圣海伦火山在1980年5月18日发生了灾难性的大爆发。之前几个月里,山的北面一个巨大的凸出部分不断增长,最终一次中等规模的地震在山北侧引起了历史记录上最大的一次滑坡。刚刚暴露出在火山的灼热高压岩石从此喷发而出,导致了美国本土四十八个州历史记录上最大的一次火山爆发(细节见地质部分。)

在1980年大爆发之前的酝酿期里,84岁的旅馆主人哈利·杜鲁门(HarryTruman)成了全国皆知的人物。他已经在这里居住了54年,在火山爆发即将来临之际,尽管地方当局反复劝告,他还是拒绝撤离。火山最终爆发,形成了巨大的朝北的火山口,57人在爆发中丧生或者失踪,哈瑞·杜鲁门的尸体也一直未被发现。如果火山没有发生在星期天,而是早一天爆发,伐木工人都会在岗位上工作,死亡人数几乎肯定会高很多。

火山爆发的遇难者还包括30岁的火山学者大卫·A·约翰斯顿(DavidA.Johnston)。约翰斯顿在附近的冷水山脊(ColdwaterRidge)进行观测,在观测点被热火山灰云席卷之前的一刻留下了他著名的话,也是对火山爆发的最早报告:“温哥华!温哥华!爆发来了!”约翰斯顿的尸体一直未被找到。

美国总统吉米·卡特在视察火山造成的破坏后说“有人说这里看起来像月球表面。其实跟这里比起来,月球表面只不过是高尔夫球场。”5月23日,一组摄制人员由西雅图的电影制作人奥托·谢伊拜尔带领,被直升飞机投放到圣海伦山上,拍摄记录爆发造成的毁坏。在5月25日火山发生第二次爆发,摄制组幸免于难,并在两天后被国民警卫队营救。他们的影片“圣海伦山”在1981年上映。

圣海伦火山 历史

       

圣海伦火山喀斯开山脉的板块构造
圣海伦火山早期爆发的时期是距今大约40000至35000年前的“猿猴峡谷时期”(ApeCanyonStage),距今20000至18000年前的“美洲狮时期”(CougarStage),和距今约13000至8000年前的“雨燕溪时期”(SwiftCreekStage)。现代时期被称作“灵湖时期”(SpiritLakeStage)。灵湖时期以前的时期被统称为祖先时期。祖先与现代时期的主要区别在于喷发岩浆的构成成份。祖先时期的岩浆包含英安岩和安山石,而现代时期的岩浆则成份复杂,包含橄榄石玄武岩英安岩和安山石等等。

圣海伦火山在距今37600年前的更新世,即猿猴峡谷时期开始成长,并喷发出英安岩和安山石的轻石和火山灰。36000年前,一次大规模的火山泥石流沿火山泻落,而泥石流在圣海伦火山的所有爆发周期中都扮演着重要的角色。猿猴峡谷时期在距今约35000年前结束,接下来的是长达17000年相对平静。祖先时期的部分火山锥在爆发中分裂,并在距今14000到18000年前的冰河时期被冰川搬运移动。

第二个爆发期即美洲狮时期于距今约20000年前开始,持续约2000年。灼热轻石的火山碎屑流和火山灰以及火山岩穹顶的增长都在这一时期发生。之后又出现了5000年的平静期,直到雨燕溪爆发期开始,代表性的现象是火山碎屑流,穹顶增长和火山灰对附近地区的覆盖。雨燕溪爆发期在距今8000年前结束。

圣海伦火山 卡拉玛

       

圣海伦火山圣海伦火山在1980年爆发以前的对称外观使它获得了“美国的富士山”的昵称。这一外形是在卡拉玛和山羊石爆发期形成的
在约1480年,持续了700年的平静期被打破,大量的灰白色英安岩轻石和火山灰开始喷发,标志着卡拉玛时期的开端。1480年发生的爆发比1980年5月18日的爆发规模还要大几倍。接下来又一次规模堪与1980年相比的爆发在1482年发生。火山灰和轻石在东北9.5公里处堆积了1米厚;在80公里外也有5厘米厚。大量的火山碎屑流和火山泥石流接着顺山南坡而下,冲进卡拉玛河。

这一为期150年的爆发期中,岩浆中的硅土成份有所减少,爆发产生的安山石火山灰形成了至少8层深浅相间的地层。成块的安山石岩浆从火山口沿山东南侧而下。后来,火山碎屑流盖过安山石岩浆,流入卡拉玛河河谷。最终英安岩在火山口上填满了以前爆炸形成的弹坑,形成了几百米高的火山丘。火山丘侧面的大块部分脱落,以碎石形态覆盖在火山锥上。侧向的爆发在火山口东南壁上开出了一个缺口。卡拉玛时期在约1647年结束时,圣海伦火山达到了其最高的海拔,也形成了高度对称的外形。接下来的150年里火山再一次回归平静。

1800年开始的山羊石爆发期持续了57年,这也是第一个对圣海伦火山爆发的口头和书面描述共同存在的时期。与卡拉玛时期类似,山羊石爆发期开始于英安岩火山灰爆发,随之而来的是安山石岩浆,最后在英安岩火山丘形成时达到顶峰。在规模上,1800年的爆发可能与1980年的爆发接近,但没有对山峰造成毁坏。火山灰向东北飘散到华盛顿州中部和东部,爱达荷州北部,和蒙大拿州西部。1831年1857年接连发生了至少十余次小规模爆发,其中还包括在1842年发生的一次相对规模较大的爆发,喷发口就在山北坡山羊石或其附近。

圣海伦火山 1980年后

       

圣海伦火山圣海伦火山于1980年5月18日爆发
在1980年3月20日,圣海伦火山经历了一场里氏4.2的地震。烟雾于3月27日开始从火山口冒出。到4月末,圣海伦火山的北面开始凸起及膨胀起来。毫无先兆的情况下,强度5.1级的第二次地震于5月18日发生,引发了山北坡大规模的塌陷,造成了历史记载以来最大的一次岩屑山崩。山体内的岩浆喷发形成了大规模的火山碎屑流,夷平了附近600平方公里的植被和建筑物。在火山爆发指数(en:VolcanicExplosivityIndex)中,这次爆发被列为普林尼式爆发(Plinianeruption)。

山北坡的塌陷混杂着冰、雪和水形成了火山泥流。泥流沿Toutle河及Cowlitz河前进了若干公里,摧毁了一路的桥梁和伐木场。总共三百万立方米的物质被泥流运送到了南方27公里外的哥伦比亚河里。

剧烈的火山灰喷发持续了9个多小时,烟柱高度达到了海平面以上20到27公里。烟柱以每小时95公里的速度向东飘移,中午时到达爱达荷州。5月18日大约下午5:30,垂直烟柱的高度开始减小,较小规模的喷发一直持续到了几天之后。

圣海伦火山爆发的能量总共相当于三亿五千万吨三硝基甲苯,或者27000枚广岛原子弹,又或者7倍于人类建造测试过的最大当量核武器沙皇炸弹(TsarBomba)的威力。它喷出了2.8立方公里的物质。山北坡的塌陷使圣海伦山的海拔缩短了将近400米,留下了一个1.6到3.2英里宽,800米深的火山坑,北面留有巨大的缺口。爆发一共使57人丧生,还杀死了将近7000头大牲畜(鹿角鹿),以及附近渔业孵化场的约一千二百万条鱼。有超过200所住宅,300公里长的公路和25公里铁路。

1980年1986年之间,圣海伦火山的火山活动持续不断。新的岩浆形成了新的火山丘,大量的小规模爆炸和造丘爆发时有发生。从1989年12月7日到1990年1月6日,以及1990年11月5日到1991年2月14日,火山发生爆发,有时还伴随着火山灰形成的巨大云团。

圣海伦火山 2004年之后

       

圣海伦火山2005年5月鲸背(Whaleback)的外观
圣海伦火山在2004年的10月1日再度活跃起来,最初的特征是成百上千次的小规模地震,随后则几次喷出蒸气和火山灰。

熔岩2004年10月11日达到了火山表层,在已有火山丘的南侧形成了新的火山丘。这一成长从2005年一整年一直持续到2006年。过程中的一些现象被观察记录下来,比如“鲸背”,包含着冷却固化的岩浆受挤压形成的长柱。这些现象都相当不稳定,在形成后很快就倒塌消失了。2005年7月2日,鲸背的一角折断坠落,造成的落石把烟尘送到了几百米高的空中。(见USGS事前事后对比照片)

2005年3月8日发生了一次醒目的火山活动。喷出的11,000米(36,000英尺)高的烟雾和灰尘云从西雅图(美国华盛顿州)也能看到。这次小规模的喷发是造丘运动积蓄压力的一次释放,伴随着喷发的是一次2.5级地震。

另一个在火山丘上形成的现象被成为“”(fin)或“”(slab)。大约半个足球场大小的冷却了的火山岩以每天2米的速度被推着向上升。2006年6月中,岩板开始在频繁的岩崩中破裂,同时还在不断的受挤压上升。这时火山丘的最高高度是2301米,仍然比2005年7月鲸背坍塌前的高度要矮。

2006年10月22日下午3:13,一场3.5级地震使Spine7脱落,引起的火山丘的崩塌把火山灰烟柱送到了火山口西面2000米的空中,烟柱接下来很快消散了。

2006年11月19日,大片的冷凝水蒸汽烟柱使媒体推测火山发生了小规模爆发。然而美国地质调查局的喀斯开火山观测站(CascadesVolcanoObservatory)并没有发现明显的火山灰云团。火山从2004年开始的持续活动被认为主要是火山口内涌出的岩浆缓慢建造火山丘和挤压的结果。

圣海伦火山 参考资料

       
[1] 学生科技网 http://www.student.gov.cn/xxkj/zsyl/150862.shtml 

[2] 无忧旅游网 http://www.51tour.com/spaceinfo/BMZ/MG/1457.htm 

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