火山之下

六月一个阳光明媚的周六下午，43岁的锯木厂工人约翰·安德森（John Anderson）坐在他在华盛顿州奥廷（Orting）的，有着漂亮绿色装饰的房子前。奥廷是一个家庭友好的居民区，离西雅图不远。他满足地望着街对面，抓着他整洁的山羊胡，看着邻居家的孩子们在车道上打篮球。这是美国郊区一个普通的日子，但在奥廷，每户人家的房后，几乎被大家忽略的，是那座海拔14,410英尺、白雪皑皑的雷尼尔山。这是北美大陆最壮观的景象之一：一座山峰，时而显得近在咫尺，清晰可见，似乎触手可及；时而又隐入迷雾，消失无踪，然后再次显现。“当满月升起，从山后升起时，那景色真是太美了，”安德森说着，把访客领进后院，以便更好地欣赏风景。

安德森对雷尼尔山习以为常。山景是他买房子时就附带的，三年前他花了12万美元。在大多数地方，这样的景色只会随着时间推移增加房产价值，但安德森的房子自他买下以来，一分钱都没涨过。这是因为雷尼尔山，喀斯喀特山脉的最高点，不仅仅是美丽的风景。它是美国最危险的火山。一旦爆发——而它终将爆发——炽热的岩石、熔岩和火山灰组成的炽热雪崩将席卷山坡。更糟的是，令人难以置信的巨大泥流，称为“泥石流”，深达数百英尺，里面充斥着融化的冰雪、巨石和被连根拔起的整片森林，将以每小时25英里的速度倾泻而下，涌入相邻的河流河谷。就像水泥卡车倾倒水泥一样，泥石流将吞噬路径上的一切。而这条路径正好穿过安德森的房子。

雷尼尔山是喀斯喀特山脉众多火山中的一座，从北加州一直延伸到不列颠哥伦比亚。在过去的200年里，有七座喀斯喀特火山曾喷发。它们都是潜在的危险源。“他们说不是会不会，而是什么时候，”安德森说。唯一的问题是会有多少人死亡。自1943年以来，美国人口翻了一番，许多城镇越建越靠近美国西部、阿拉斯加和夏威夷等地活跃的68座潜在活火山。数百万人口居住在西雅图和塔科马。在这两座城市与雷尼尔山之间，至少有10万人在过去喷发形成的固体泥流堆积的地面上生活。奥廷镇，人口3600人，是建立在本身就是危险警告的地面上的城镇之一。奥廷以伐木和种植啤酒花闻名，街道一侧是Timber Tavern和Frontier Bank，另一侧是绿树成荫的广场，广场尽头是明信片般完美的雷尼尔山景色。低廉的房地产价格鼓励了至少三个像安德森居住的居民区这样的新开发项目。“还有一个新的小学正在建设中，”他说。

在普通人眼中，雷尼尔山看起来和两百年前乔治·温哥华船长探险队的成员首次绘制它时的样子一样——宁静、庄严、永恒的象征。然而，外表是会骗人的。雷尼尔山位于构成地壳的构造板块的边界上。在西雅图海岸外的太平洋西北地区，一块被称为胡安·德·富卡板块的沉重海底板块，正以每年一英寸半的速度，大约是头发长速的三分之一，插入较轻的北美板块之下。岩石被挤压和加热，融化成岩浆，岩浆团块上升到地表，被困在岩浆房中，像煮沸的燕麦片一样翻滚。当压力过大时，它就会爆发，喷出熔岩、气体、蒸汽、火山灰和热岩。雷尼尔山是连续的熔岩流堆积而成，中间夹杂着几个世纪的冰雪、水、渗透的火山气体以及山体自身的内部热量。当科学家们观察雷尼尔山的内部时，他们发现它的岩石有些易碎且薄弱。这座山非常不稳定，像一堆又高又陡的松散岩石，仅靠重力和大约一立方英里的冰川冰维持着。而这冰川冰随时可能融化或松动。

当然，火山的喷发方式是不可预测的：雷尼尔山可能以爆炸（blow）的形式喷发，或者以熔岩流（flow）的形式喷发，或者两者兼有。一种危险是地面上滚动的炽热岩石（高达1300华氏度）、火山灰和气体组成的地面流，以每小时80英里的速度向下冲。1902年，在加勒比海的马提尼克岛，佩雷火山爆发，一股这样的炽热火山碎屑流席卷了圣皮埃尔镇，造成29,000人死亡。只有两名居民幸存；其中一人奥古斯特·西帕里斯（Auguste Ciparis）当时正在一座没有窗户的地牢里服刑。另一种不太常见的是经典的、戏剧性的喷发，当岩浆房内积聚的粘稠、富含气体的岩浆压力突然爆发时，会喷出数吨的气体、火山灰和过热的火山岩。这种爆炸性火山通常高而陡峭，充满诗意，并且像埃特纳火山、维苏威火山和富士山一样，在历史和文学中占有重要地位。圣海伦斯火山就是这样一座，还有菲律宾的皮纳图博火山，在1991年喷发了1500万吨火山灰、岩石和硫酸，将物质喷射到22英里高的平流层。三周之内，喷发物就遮蔽了全球，将阳光反射回太空，导致当年冬天至少降温一摄氏度。如果所有火山物质都落在曼哈顿岛上，它会将岛屿埋没1000英尺深，只有几座摩天大楼的顶端会露出来。幸运的是，高效的预警系统挽救了数千人的生命。即便如此，仍有350人死亡。

在过去的4000年里，雷尼尔山至少爆发过四次，并且还引发了无数次毁灭性的泥石流。当它再次爆发时，高速的炽热火山灰和岩石雪崩、熔岩流和山体滑坡将摧毁10英里或更远区域的土地，而泥石流——巨大的火山灰和碎屑组成的泥流——将淹没下游50多英里远的河谷。图片由美国地质调查局提供

华盛顿州温哥华的喀斯喀特火山观测站负责人威利·斯科特（Willie Scott）表示，当雷尼尔山准备爆发时，它会以与帮助科学家们预警皮纳图博火山附近居民相同的地震、气体排放增加和山体膨胀等现象来预示。火山灰很可能向东扩散，顺风方向，远离人口稠密的地区。熔岩或炽热火山碎屑流不太可能扩散到雷尼尔山国家公园的边界之外。

斯科特说，不那么显眼、但更可能发生且对人口中心更危险的是泥石流——火山泥流，它会引发山体滑坡。几乎任何因素都可能在几乎没有预警的情况下引发泥石流：地震、蒸汽爆发、上升岩浆的热量、山体薄弱侧翼的坍塌，或者仅仅是重力。一次小规模的喷发或炽热火山碎屑流也可能引发泥石流，就像1985年哥伦比亚的阿尔梅罗（Armero）那样。该镇像奥廷一样，建在过去一次喷发形成的固体泥流堆积层上。当白雪覆盖的鲁伊斯火山（Nevado del Ruiz）喷发出一股熔岩和热岩时，一股规模相当于亚马逊河五分之一的泥流涌入城镇，掩埋了23,000人。

大约5600年前，在现在奥廷附近发生了类似的事情，当时一股深达数百英尺的泥石流从雷尼尔山奔涌而下，蔓延了100平方英里，将怀特河和普尤亚洛普河河谷填满了60英尺厚的淤泥。平均每500年，巨大的泥石流就会一路延伸到普吉特湾低地。科学家们估计，居住在该地区的人们一生中再次发生这种情况的几率是七分之一。这就是为什么他们担心安德森一家以及他们在雷尼尔山周边低地的10万邻居。下一场雷尼尔山的泥石流可能会直接冲过奥廷、萨姆纳、普尤亚洛普，甚至可能冲到塔科马，进入海湾。最近的城镇将在不到一个小时内消失。“你们只有10到15分钟的预警时间，”一位雷尼尔山公园护林员说，“然后就是自救了。”

火山爆发是无法阻止的。但在爆发之前，火山可能会在数周或数月内发出隆隆声，因为炽热的岩浆上升，地表明显隆起，并伴随着气体渗漏、蒸汽喷发和被称为“地震群”的小型事件。监测这些迹象挽救了皮纳图博火山附近居民的生命。近百万人居住在该地区，包括20,000名美国军人。菲律宾火山学和地震学研究所的科学家们立即注意到，1991年4月初，皮纳图博火山开始冒出蒸汽。美国地质调查局的一组专家与菲律宾科学家合作，在山体周围建立了一个仪器网络；他们研究了其喷发历史，并得出结论，一次大规模喷发即将来临。他们是对的。当皮纳图博火山于6月15日爆发时，这是75年来地球上最大规模的喷发，将此前有人居住的河谷填满了600英尺厚的火山灰。大多数人都已疏散，更不用说价值至少2.5亿美元的军事装备。花费150万美元的监测似乎非常划算。

尽管如此，预测火山喷发仍然是一门不确定的科学。1980年华盛顿州圣海伦斯火山的灾难给火山学家们上了一堂深刻的课。他们知道它即将爆发。但喷发的时间让他们感到意外，而且喷发威力是他们预期的三倍。一位瘦削的30岁的地质学家大卫·约翰斯顿（David Johnston）在一辆美国地质调查局的仪器车上监测这座山，这辆车现在停在一座后来以他命名的山脊上。“温哥华，温哥华，就是它了！”他在爆炸前几秒钟对着对讲机喊道，爆炸将树木撕成了细小的碎片，并杀死了约翰斯顿。他的遗体从未被找到。

圣海伦斯火山还杀死了另外56人，并促使夏威夷、阿拉斯加和加利福尼亚的朗谷以及喀斯喀特山脉的地质调查局监测站提高了警惕。地质学家们绘制了过去喷发的岩石沉积图，测定其年代以确定沉积频率，并确定了可能再次受到影响的地点。科学家们分析了温泉和火山喷气孔（fumaroles）的化学成分和温度。正如日本地球化学家松尾贞雄（Sadao Matsuo）曾经说过的，“火山气体是来自地球内部的电报。”华盛顿大学的火山学家们在雷尼尔山周围部署了六个地震仪，以检测经常在喷发前出现的小型地震。其他人安装了倾角仪、测距网络和全球定位系统卫星接收器，以检测可能预示下一次喷发的细微地表移动，如隆起、倾斜、位移和扩张。

长期以来，人们就知道监测火山是有用的。公元79年8月24日维苏威火山爆发前，庞贝城就记录到了震颤和地表隆起。1993年，地质学家们徒步前往哥伦比亚的加莱拉斯火山（Galeras volcano）顶部测试监测设备。其中一位斯坦利·威廉姆斯（Stanley Williams）报告说，他注意到微型地震增加，二氧化硫排放减少，这表明火山内部压力正在积聚。威廉姆斯逃跑了。炽热的岩石在他头顶呼啸而过，砸破了他的头骨，折断了他的下巴和双腿，并撕掉了他的左耳。他已经很幸运了。他的六位同事不幸遇难。尽管如此，威廉姆斯曾多次返回该地点进行更多测量。

斯科特认为，监测数据是他预测雷尼尔山何时以及如何可能再次爆发的最佳希望，但这绝非万无一失。“许多泥石流曾沿着那条河谷流下，其中许多发生在喷发期间，所以我们可能会有预警，因为我们会感知到它们，”他说。但最近的研究也表明，过去曾发生过大规模的泥石流，而当时并没有伴随喷发。“这种情况以前发生过，”斯科特说。

太平洋西北地区喀斯喀特山脉的13座潜在活火山中，有11座在过去4000年里喷发过，其中7座仅在过去200年里喷发过。图片由美国地质调查局提供

住在奥廷就像是直面两支枪口，因为这座小镇位于一个Y形交汇处，就在卡本河和普尤亚洛普河河谷汇合点的下方。“我担心的是，泥石流可能会毫无预警地发生，”斯科特说。“岩石被气体和液体改变和弱化，会产生水饱和的山体滑坡。”他一边描述着场景，一边用手在桌面上预示性地挥舞着，掩埋着一个虚构的小村庄。“奥廷的问题在于，一旦泥石流开始并被发现，可能距离城镇只有45分钟到1小时。所以预警必须是自动的，而且必须是可靠的。当局最不希望的就是虚假警报。”

科学家和公职人员认为这种情况发生的可能性很大，因此，除了圣海伦斯火山之外，雷尼尔山是美国唯一一座永久监测泥石流的火山，使用了埋在地下的地震仪——放置在河谷中的麦克风。如果泥石流来袭，它们应该能够听到并触发警报系统。

传统的地震仪无法区分泥石流和其他响亮、持续的声音，如风声或雨声，也无法精确定位其位置或进展。“泥石流的振动频率比地震高，地震仪可以检测到这一点，”斯科特说。这个耗资20万美元的系统由每个河谷中的五个紧凑型太阳能供电的传感器组成。它们设置在不同高度——两个足够高，可以安全地躲避洪水，但可能会被泥石流击中；另外三个足够高，很可能在泥石流中幸存下来并继续发送信号。当一场大泥石流袭击奥廷时，它可能高达40到50英尺——一场致命的泥浪。传感器会将无线电信号发送给皮尔斯县应急管理部门，由他们发布警报。事实上，奥廷每月都会响起警报声作为系统测试。“即使知道是测试，也还是有点吓人，”一位居民说。

美国地质调查局的水文学家卡罗琳·德莱德（Carolyn Driedger）说，凭借计算机化的预警系统、广泛的公众教育计划以及每年的火山演习（学校孩子们会被迅速疏散到校车上，快速撤离河谷），奥廷是喀斯喀特山脉中准备最充分的城镇之一。

然而，这个复杂的系统只覆盖了这座山最危险的西面象限。尽管华盛顿州1992年的发展管理法要求在建设时考虑地质危害，但该镇仍然允许高密度房地产开发。“应对火山灾害的最佳防御措施是明智的土地利用，”斯科特说。

有些人可能会说，现在为时已晚。奥廷已经存在，阿什福德、卡博纳多、萨姆纳、普尤亚洛普、格林沃特、塔科马以及附近的其他人口中心也同样存在。这些城镇里似乎没有人愿意放弃他们居住在这座被热水和蒸汽浸透的侵蚀岩石堆之下，覆盖着一立方英里的冰，堆积在一个过热的岩浆室之上——一座美丽但可能不稳定的山，它在过去10,000年里至少产生了60次巨大的泥石流。

和约翰·安德森一样，这里的大多数居民都知道未来可能发生什么。就像他一样，他们也希望这种情况不会发生，或者即使发生了，他们也能幸运地逃脱。安德森家的后院有一个小装饰性的许愿井，当他站在那里仰望山峰时，他会微笑。“我们准备好了罐头食品、水、衣服和额外的支票本，”他说，“以防万一。”