我们仍在了解1980年圣海伦斯火山爆发发生的事情

对于大多数火山学家来说，1980年5月18日是过去一个世纪中最重要的日期之一。那天早晨，圣海伦斯火山爆发出了美国本土48个州有史以来最强烈的喷发。这次喷发以及随后持续到1980年代的喷发极大地推动了美国乃至世界火山学的现代化发展。

所以，经过41年，你可能会认为我们可能已经了解了那1980年5月那个决定性日子的一切。然而，正如科学研究的本质一样，你永远不可能了解所有的一切。即使过去了四十年，关于这次喷发事件的顺序仍在被逐步揭示，所有这些都是为了帮助我们更好地理解这些极具破坏性的喷发是如何发生的。

修正喷发事件

就在本周，《火山学与地热研究杂志》上发表的一项新研究，为1980年5月18日发生的事件提供了一份修正后的年代顺序。这项由C. William Criswell进行的研究，利用当天喷出的浮石证据，揭示了岩浆的来源以及岩浆喷发至地表的通道在喷发过程中可能发生的变化。

浮石的许多特征可以帮助我们了解喷发过程中发生了什么。首先是浮石的成分。从某种意义上说，浮石，主要是火山玻璃，是岩浆剧烈喷发出的快照。因此，随着浮石成分的变化，我们就知道喷发的岩浆也在发生变化。我们还可以利用它来判断是否同时喷发了不止一种类型的岩浆！

我们还可以观察浮石的形状和气孔数量。气孔是浮石中发现的气体孔洞，也是浮石能在水上漂浮的原因。这些气泡困在孔隙中，降低了浮石的密度，使其能够漂浮——有时气体占浮石的60%以上。气孔的形状和数量将告诉我们岩浆中气体析出的性质。这些气体，如水、二氧化碳和二氧化硫，从溶解在岩浆中转变为气泡的过程，正是驱动喷发爆发力的原因。

Criswell利用1980年5月18日喷出的白色和灰色浮石以及当天的照片和观察证据，模拟了喷发速率和喷发通道大小在一天中的变化。结果表明，随着时间的推移，喷发方式从高耸的火山灰柱转变为大量的火山碎屑流，喷发速率变化了10倍以上，喷发通道先扩大了65英尺（20米），然后又缩小了32英尺（10米）。

不仅如此，这两种浮石表明，在5月18日之前几天到几周内，火山下方存在多批具有不同历史的岩浆。然而，正是白色浮石在那天早晨火山喷发时，形成了高耸的普林尼式火山灰柱，而灰色浮石则是火山垮塌时发生的侧向喷发（横向喷发）的燃料。

喷发的“速度”和“量”

当喷发全速进行时，火山每秒喷出1.36亿磅（约6169万公斤）的火山碎屑！这相当于每秒喷出不到半艘现代航空母舰的物质。岩浆以高达每秒10.8英尺（3.3米/秒）的速度从火山下方至少半英里（约1公里）处涌出。这速度有多快？嗯，这是熔岩以每小时7英里（约11公里/小时）的速度上升到地表，很可能以泡沫（岩浆和气泡）的形式。对于在固体岩石中流动的物质来说，这是非常快的！

对1980年5月18日圣海伦斯火山喷发进行这项新研究的总结是，喷发的动力学以及将岩浆输送到地表的通道形状在一天中发生了变化。火山喷发得越多，地下储存的岩浆就越连接，帮助喷发持续了9-10小时。因此，与我们用来比喻爆发性喷发是“拔掉瓶塞”让岩浆喷发的类比不同，这意味着在瓶塞被拔掉后，所有喷发的岩浆都在改变瓶颈的形状，以最大化喷发出的物质。

大量的科学研究都是如此：随着我们获得更多数据，我们可以修改、改进和阐明我们的模型。这并不意味着之前的模型是错误的——它们是基于模型开发时最好的证据。即使过去了40年，我们仍在不断完善我们对圣海伦斯火山的认识模型。