图辑:地球上浴火重生最年轻的冰川

华盛顿圣海伦火山 Image copyright Eric Guth
Image caption 华盛顿圣海伦火山

爆炸区域

位于华盛顿州南部的圣海伦斯火山于 1980 年 5 月爆发。爆发共造成 57 人死亡,并给太平洋西北地区带来了严重破坏。相当于一百万个奥运游泳池大小的石块、火山灰和岩屑从山顶喷涌而出。生物学家们担心爆发产生的能量和热量会使其身后的沃土从此变成不毛之地。然而,35 年后,爆炸区的状况却不断好转,并且蕴藏了惊人的生命力。同时,在爆炸的中心(圣海伦斯火山口)还发生着令人意想不到的转变:一条冰川应运而生。2006 年 6 月,该冰川被正式命名为火山口冰川 (Crater Glacier),川体面积达 0.5 平方英里。如果不算全世界最年轻的冰川,它也很可能是北半球最年轻的,同时它又必然是目前地球上唯一一座健康而且不断生长的冰川。

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冰川不断生长

上世纪 90 年代末,美国地质勘探局的科学家们发现一种明显迹象,即:圣海伦斯火山的雪面出现了裂缝和破口,冰川还在不断攀升。此后,由于火山口壁频繁发生雪崩、冰川的北面长期见不到阳光以及岩石表面厚厚的隔离层将火山上的冰块分离出去,火山冰川以平均每天四英寸(有时高达两英尺)的速度持续生长。

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冰火两重天

2004 年至 2008 年期间,火山冰川的形成速度越来越快。火山核心处涌出的一股凝固岩浆,如同挤牙膏一般,将冰川推离火山口的东壁,如此一来,就加快了冰块流动的速度。就在这里,公园管理员托德·库林斯 (Todd Cullings) 指了指熔岩穹丘和火山口东壁之间的汇合点。

发现大洞

2012 年,美国地质勘探局的研究人员飞越火山口上空时,发现冰原的中间有一个大洞。由于融化的水流会在冰川下面溶出一条隧道,因此多数的冰川洞穴都呈水平方向。但在这里,通过热蒸汽与地热喷口覆盖冰块蒸腾气体的罕见气体组合,火山口冰川下的地热活动形成了垂直方向的洞穴。

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探秘冰川洞

2014 年 6 月,一支由洞穴探险者、研究人员和调查员组成的队伍开始对火山口冰川内的洞穴系统进行探索、绘图和调查。我们还想对巨大深坑进行特征研究,就是 2012 年 6 月被美国地质勘探局发现的洞穴,哥斯拉洞穴 (Godzilla Hole),以前从未有人对此做过研究。

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热气起伏

当垂直上下的蒸汽口瞬间呈现在眼前时,我们惊讶于,它与其他冰川洞穴的不同。湍急的河水一般会沿着洞穴底部流动。但哥斯拉洞穴里的水却是静止的,只是偶尔会从底部冒出一股地热蒸汽。随着时间的推移,这种上腾的蒸汽可能会从厚达 100 英尺的冰层中融出一条通道,并在头顶上形成高耸的墙壁。

研究小组发现洞内主室部分的高度为 60 多英尺。其他区域的高度估计在 100 英尺左右。

黑暗中的抓拍

调查小组还在冰川中发现了包括东侧哥斯拉洞穴在内,长度超过 1000 英尺的新通道。在这种环境中连续拍摄会面临许多挑战:热气和蒸汽经常会使镜头变得模糊,由于光线不好,大多数抓拍镜头都需要使用三脚架或感光度等级很高的设置。

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迪士通测距仪

迪士通测距仪是用来测量和绘制洞穴系统的一种仪器。在这里,卡尔塔亚利用迪士通测距仪来瞄准新发现的冰洞。为了得到洞穴内部精确的三维图,迪士通测距仪会对上、下、左、右各个方向进行测距,同时罗盘方位和倾角仪会对坡度和方向细节进行测量。

调查细节

首次调查火山口冰川东侧情况期间,正当探险调查负责人斯高特·林 (Scott Linn) 等候某项读数时,一股水热气从他背后冒了出来。整个探险过程中,团队洞穴测量总长度达 1412 英尺,而在眼前这个不知名的洞穴,也有 833 英尺的长度被绘入地图。在这里,林画出了洞穴细节的草图,以便将来添加到洞穴地图的最终版本中。

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死后重生

在火山洞口 100 英尺外的地方发现有针叶树的新苗。更为奇异的是:火山爆发前后这周边都没有任何树木。这到底是一种什么样的物种,洞中的微量气体是否有助于这种植物在黑暗中生存,这些疑问还是由实验的结果来验证吧。

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预警系统

1980 年火山爆发期间,70% 的冰块从山上一泻而下,形成破坏性泥石流,导致桥梁被冲断,车辆被冲走,房屋、动物和居民被掩埋。如今,人们开始使用诸如地震仪、声学流量监视器之类的预警系统来检测可能发生的泥石流。

作为地球透镜计划中板块边界观测的一部分,这里已经安装了全球卫星定位系统,以便对地壳中火山发生的轻微运动进行监测,帮助分析火山发生的趋势。

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从恐惧到迷恋

在距离圣海伦斯爆炸区域以北五英里处的约翰斯顿岭天文台,游客们可以全面了解火山爆发的历史、造成的伤亡情况、带来的影响以及后期构成的威胁。随着不断的监控努力和公共宣传,圣海伦斯新的熔岩穹丘和火山冰川奇特的景观,带给人们的仍将是骄傲和魅力,而不是恐惧。

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(责编:友义)

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