1980年聖海倫火山爆發

聖海倫火山從19世紀40到50年代的活動期後已經休眠了一個多世紀。

1980年3月15日起這裏發生了多次輕微地震，這表明可能有岩漿移動到了火山下。到了太平洋時區3月18日下午15:45，一場震中位於火山北翼的里氏4.2級淺層地震（起初讀數為4.1級）標誌着這座已經休眠了123年火山的狂暴迴歸。接下來地震儀檢測到這一區的羣震逐漸達到飽和，並於3月25日正午開始推向高潮，之後的兩天裏達到峯值水平，還包括所記錄到的一次里氏規模5.1的地震。在這兩天時間裏一共錄得了174次2.6或更高級別的地震衝擊。 ^[1] 

四到五月期間這裏不斷地發生3.2或更高級別地震，並且強度呈緩慢上升趨勢。4月上旬每天發生了5次震級為4級或以上的地震，到了5月18日前的一個星期已經增加到每天8次。起初這裏並沒有任何火山爆發的跡象，不過空中觀察報告了多起輕型地震引起的雪崩。

從照片上可以看出聖海倫火山爆發前後的不同(2張)

1980年3月27日中午12:36，至少一次也可能是兩次同時發生的

潛水層爆發（phreatic eruption）（地下水爆炸產生水蒸汽）衝破了原來的火山口頂峯，形成一個76米寬的新火山口，併產生了一個2100米高的火山灰柱。到了這個時候，火山頂峯也發展出一個4900米長的東向斷裂系統，並開始產生更多的羣震活動和一系列的蒸汽爆炸，將火山灰宣泄到3000至3400米以上高空。大部分火山灰落在了周圍4.8到19公里範圍內，但有些則最遠到達了南部240公里外俄勒岡州的本德，或是東部459公里外的斯波坎。

1980年3月29日觀測人員發現了新的火山口和藍色火焰，火焰可能是由可燃氣體形成，在兩個火山口均明顯可見。從火山上滾滾而下火山灰雲團產生的靜電發出長達3.2公里的閃電。3月30日共報告了93次相互獨立的爆發，1980年4月1日首次檢測到了越來越強烈的諧波震顫（harmonic tremor），震驚的地質學家促請州長迪克西·李·雷（Dixy Lee Ray）於當年4月3日宣佈進入緊急狀態。1980年4月30日，州長雷發出了一道行政命令在火山周圍建立“紅色禁區”，任何沒有通行證而進入禁區的人將受到500美元罰款或入獄6個月的懲罰，許多屋主也因此無法進入自己的木屋。

到了1980年4月7日，合併後的火口口有520米長，370米寬，150米深。一支美國地質調查局的隊伍確定在4月最後一個星期裏，聖海倫斯火山北側一個直徑為2.4公里的部分至少移位了82米。在4月的其它日期及5月初，火山上的隆起以每天1.5至1.8米的速度增高，到了5月中旬已經向北延伸超過120米。隨着隆起部分向北移動，其後方的頂峯區域逐漸下沉，形成一個複雜的地塹。4月30日，多名地質學家宣佈隆起區域的移動有着最為巨大和即時的危險性，並且一次山崩就可能引發火山爆發。火山形狀的這些變化也讓整體的體積發生了變化，到5月中旬已經增加了0.13立方公里。據推測，這一體積的增加可能與注入火山的岩漿體積以及其所導致的火山地表變形大致相當，由於這些侵入火山的岩漿位於地表以下，並非直接可見，因此被稱之為潛圓丘（cryptodome），來與暴露在外的真正火山穹丘加以區別。

5月7日，與3月和4月類似的爆發又一次出現，火山上的隆起也於次日達到最大值。所有的活動都已被侷限在這個350年曆史的圓頂頂端，也再沒有任何新岩漿的進入。到5月18日爆發前，一共記錄到了約一萬次地震，其中大多數集中在隆起部分以下不到2.6公里的一小塊區域中。5月16日，火山上停止出現可見的爆發，公眾的興趣隨之鋭減，所以這一區域的圍觀人數也相應減少，來自公眾的壓力迫使政府允許50車皮的業主進入危險區域取走任何他們可以攜帶的財產。並計劃次日上午10點再由一批人進入。由於正好是星期日，因此這裏的300名伐木工人不用上班。到爆發高潮時，侵入火山的英安巖巖漿迫使北翼向外突出了近150米，火山的地下水系統也受到岩漿高熱的影響，導致火山發生了多場潛水層爆發。

火山爆發事件順序的計算機模擬圖像(2張)

1980年5月18日清晨，聖海倫火山的活動看起來與之前一個月的模式沒有什麼不同。隆起部分運動的速度、二氧化硫排放量和地面温度讀數都沒有出現任何預示會有一次災難性爆發的跡象。美國地質調查局火山學家大衞·A·約翰斯頓當天在火山以北約9.7公里的一個觀察站值班觀察，截止早上7點，約翰斯頓的測量結果沒有顯示出任何異常活動。

上午8:32，一場震中位於火山北側正下方的里氏5.1級地震直接觸發這一側的火山出現滑動，震動約7至20秒後火山開始了其記錄歷史上最大的一次滑坡，以每小時180到249公里的速度越過斯皮裏特湖（Spirit Lake）西側，部分山體還擊中了北面約9.7公里處的一個350米高的山脊。部分山體傾瀉在山脊上，但大部分一直移到了21公里外的北福克圖特爾河，崩落的碎片在其河谷內堆積了180米深並覆蓋了約62平方公里的地區，傾瀉山體的總體積有近2.9立方公里。

北福克圖特爾河谷堆滿了山體滑坡的碎片(2張)

山體滑坡發生時，加里·羅森奎斯特正在18公里外與朋友露營，他馬上拍下了一系列的高速照片，這些照片也讓科學家們得以重建當時的全過程。當地的地形令爆炸的破壞力產生了偏移，並在距羅森奎斯特和他的朋友們不足1.6公里的地方掠過，他們以及拍下的照片都因此而倖存。

聖海倫火山崩塌的北側山體變成了一段27公里長，平均有46米厚的龐大廢墟，其中最厚的地方位於斯皮裏特湖以下1.6公里處，最薄的則位於其西部邊緣。周圍山坡上成千上萬的樹被撕碎，湖裏的水也衝上了240米的山坡。斯皮裏特湖內所有的水都因山崩而被擠出，形成180米高的巨浪衝向該湖北面的山脊。原本的湖底上山崩造成的碎片堆了90米高，將其湖面提高了61米。隨着水退回其流域，成千上萬棵被火山氣體形成的超強熱浪和灼熱的火山灰及岩石所推倒的樹木也被帶到了湖中。

山崩的發生導致英安巖的岩漿開始暴露在聖海倫火山外，由於內部壓力遠高於外部氣壓，部分熔融的岩石和高壓蒸汽在山崩開始幾秒鐘後就發生了爆炸。爆炸沖垮了坍塌山體的尾部，將岩石炸成碎片。由此產生的側向爆發形成了由灼熱火山氣體、火山灰和新熔岩產生的浮石組成的火山碎屑流，而粉碎的舊岩石也衝向地面，最初移動的速度為第小時350公里但很快增至每小時1080公里，甚至有可能曾短暫超過音速。

火山碎屑流物質很快超過了仍在坍塌的山體並繼續向外擴散，形成了一片37公里寬、31公里長的毀滅性扇形區域。一共約有600平方公里的森林被推倒，極度的高温還殺死了數公里外的樹木。火山通氣口的側向爆發可能沒有持續超過30秒鐘，但向北的輻射和不斷擴大的爆炸又持續了一分鐘。

過熱的碎屑流物質衝入斯皮裏特湖和北福克圖特爾河的水中形成水蒸汽，又導致了一次大型的第二爆炸，聲音在蒙大拿州、愛達荷州、北加州和加拿大西部的不列顛哥倫比亞都能聽見。然而許多距火山更近的地區，如俄勒岡州的波特蘭就沒能聽到這次爆炸。這種情況被稱為“安靜區”，其範圍可以從火山徑向延伸數十公里，是因大氣層的温度和空氣運動的差異對火山爆發聲波的複雜反應而形成，並且當地地形也會有較小的影響。之後的研究顯示1.9億立方米碎屑流中有三分之一是新的熔岩，其它部分則是支離破碎的老岩石。

聖海倫火山北麓向天空噴射的火山灰形成了巨大的雲，在安靜區的每一個人都可以看到。這次側面爆炸以接近超聲速的速度帶着火山碎屑對從火山口到遠至31公里的地區造成了毀滅性的破壞。受到影響的區域也大致分為三個同心圓地區：

當這一火山碎屑流擊中首位人類受害者時，其温度仍高達360攝氏度並充滿令人窒息的氣體和四下飛濺的尖利物體。已知遇難的57人中大多數在那天火山爆發後因窒息而死，還有數人死於燒傷。旅館老闆哈里·蘭德爾·杜魯門（Harry Randall Truman）被埋在數百英尺崩落的山體下。火山學家大衞·A·約翰遜和《國家地理雜誌》攝影師瑞德·布萊克伯恩（Reid Blackburn）也都是遇難者之一。

後續從山崩留下的突破口澎湃而出的火山碎屑流中主要包含的是新的岩漿碎屑，而不是原有的火山岩碎片。1980年5月18日火山爆發後至少還分別發生了17次火山碎屑流，其中包含的物質體積總和約為2.1億立方米。

火山爆發兩個星期後，碎屑流的温度仍然有約300到420攝氏度。這強烈的熱度導致了第二次蒸汽爆炸的爆發，在火山碎屑流沉積的北部邊緣，即斯皮裏特湖南岸和沿北福克圖特爾河的上游地區造成了多個凹坑。火山碎屑流過去之後，這些蒸汽爆炸斷斷續續地持續了了幾個星期甚至幾個月，並且在一年後的1981年5月16日也發生了至少一次。

山崩和最初的火山碎屑流仍然在不斷推進的同時，一個巨大的火山灰柱在不到10分鐘的時間裏從火山口往天空上衝了19公里，將火山噴發碎屑送入平流層整整十個小時。在火山附近，大氣中飛旋的火山灰顆粒生成閃電而導致多起森林大火。在這段時間裏，部分蘑菇狀的火山灰雲柱崩塌並落回地面。落下的物質中混合着岩漿、泥土和水蒸汽，加快了側翼火山碎屑流向下流動的速度。之後，北面的新火山口中有碎屑流緩慢流出，其中包含有火山彈和灼熱的浮石灰。部分碎屑流到了冰塊或水上導致其劇烈沸騰成蒸汽，創建了一個直徑20米的火山口，並將火山灰噴上空中2000米。

高海拔的強勁東風和東北風帶着大量的火山物質以97公里時速飛行，到上午9:45已經到達140公里外的雅基馬，並於11:45到達斯波坎。雅基馬的地面共計堆積了100至130毫米的火山灰，東部更遠的斯波坎在正午時分陷入了一片黑暗之中，能見度下降到只有3米，地面上的火山灰有13毫米厚。再向東邊，聖海倫的火山灰於晚上22:15落到了黃石國家公園的西部地區，並且次日在科羅拉多州丹佛市的地面上都清晰可見。之後在更遠的明尼蘇達州和俄克拉荷馬州都報告有火山灰落入境內，部分火山灰在兩個星期內已經飄滿全球。

在9個小時的劇烈爆發活動中，約4.9億噸火山灰落在了超過57000平方公里地區，火山灰被降雨壓實前的總體積約為1.3立方公里，相當於2.1億立方米的堅實岩石，或是崩塌山體物質總量的7%。截止1980年5月18日下午17:30左右，垂直的火山灰柱開始下降，但多次較為輕微的爆發又持續了幾天。

聖海倫火山的爆發也融化了附近所有山川上的冰川和積雪。和以往的爆發一樣，冰雪的大量融化形成了巨大的火山泥流（火山泥石流），渾濁的洪水對山上的三到四條雨水排放系統造成了影響，並且早在上午8:50就已經開始移動。火山泥流以140公里的時速從山上奔騰而下，但到了平地和較寬的河道速度降至每小時4.8公里。從火山南側和西翼流下的泥石流結構與混凝土一致，這些泥石流都衝進了劉易斯河的支流，如慕德河（Muddy River）、派恩溪（Pine Creek）和史密斯溪（Smith Creek），其中派恩溪河口和斯威夫特水庫源頭的橋被沖垮，到中午時，河面因注入了1400萬立方米的水、泥土和雜物而抬高了79釐米。

火山東北一側的冰川和積雪融化後混合火山碎屑產生了更大的火山泥流。泥石流衝下火山並流入圖特爾河後與巖堡市附近的考利茨河（Cowlitz River）合流。到了下午13:00，火山爆發90分鐘後，第一道泥石流已經向上遊移動了43公里，泥水和碎屑形成3.7米高的牆。在圖特爾河南北兩條支流匯合的銀湖（Silverlake）附近還記錄到了7.2米高的洪水。

下午，在圖特爾河北部分叉的源頭，一個巨大但移動較為緩慢的泥石流與砂漿一起移動，到14:30，這個大規模的泥石流摧毀了貝克營（Camp Baker），之後的幾個小時了又有7座橋被沖垮。進入考利茨河後，泥石流中的部分物質只前進了4公里，但大部分仍然繼續向下遊進發。又前進了27公里後，估計有300萬立方米的物質注入了哥倫比亞河，一段長約6.4公里的河道深度也因堵塞而降低了7.6米。由於深度僅剩4米，繁忙的河道不得不暫時向遠洋貨輪關閉，估計給俄勒岡州的波特蘭造成了500萬美元的損失。最終有超過5000萬立方米的泥沙傾入了考利茨河和哥倫比亞河中。

截止2013年6月，1980年聖海倫火山爆發是美國曆史上死亡人數最多，經濟破壞最為嚴重的一次火山爆發。57人遇難，200幢房屋、27座橋樑、24公里鐵路和298公里高速公路被催毀。美國總統吉米·卡特對受災地區進行調查後表示，這裏看上去比月球表面還要淒涼：“有人説這裏看起來像月球表面。其實跟這裏比起來，月球表面只不過是高爾夫球場。”5月23日，一個電影攝製組乘直升機降落在聖海倫，打算紀錄下毀壞情況。然而他們的指南針只會不斷地繞圈子，一行人很快就迷了路。第二天又發生了第二次爆發，不過該劇組人員倖免於難，並在兩天後成功獲救。爆發噴出了超過4.2立方公里的物質，其中四分之一是新生熔岩形成的火山灰、浮石和火山彈（volcanic bomb），其餘的則是支離破碎的岩石。火山北側的大塊山體（佔火山體積的13%）因爆發而消失，聖海倫火山的高度也因此降低了約400米，並留下一個2到3公里寬，640米深，其北部存在一個巨大缺口的火山口。

超過940萬立方米的木材被損壞或摧毀，其中主要是由於側面爆發。至少25%被毀的木材在1980年9月後打撈上岸。火山下的順風地帶積累了厚厚的火山灰，許多農作物如小麥、蘋果、土豆和紫花苜蓿被毀。多達1500只加拿大馬鹿和5000只鹿死亡，約1200萬條支努干鮭魚和銀大麻哈魚的幼魚因其育苗場被毀而死亡。另外還有約4萬條小鮭魚在被迫遊過劉易斯河水庫用來進行水力發電的渦輪發動機葉片時喪生，為了應付可能出現的泥石流或洪水，水庫的水位很低，因此鮭魚能夠得以通過的空間非常狹窄。

聖海倫火山的這次爆發總計釋放了2400萬噸爆炸當量的熱能，其中700萬噸以爆發直接釋放，其餘以熱能釋放。這相當於二戰結束前投放在日本廣島小男孩原子彈的1600倍。

火山灰給交通、污水處理和水處理系統帶來了臨時但嚴重的問題。火山灰的掉落讓能見度大幅降低，許多高速公路和道路因此關閉。90號州際公路從西雅圖到斯波坎路段關閉了一個半星期。火山灰的積壓和能見度太差也讓華盛頓州東部的多個機場關閉，時長從數天到兩星期不等，超過1000架次商務航班因此取消。細粒度的粗砂構成的火山灰也給內燃機和其它機械或電氣設備造成了嚴重的問題。火山灰污染了油路系統並導致空氣過濾器堵塞，還會劃傷機械活動表面。細粒的灰塵還會造成電力變壓器短路，反過來引起停電。

對於華盛頓州東部的一些社區來説，清除和處理火山灰是一項艱鉅的任務。州和聯邦機構估計從華盛頓州的高速公路及機場一共清理了超過180萬立方米，8.2億公斤重的火山灰。雅基馬的火山灰清理工作一共花費了10個星期，耗資220萬美元。為了從運輸路線和土建工程場所快速地移除火山灰，一些城市決定使用老的採石場和現有的堆填場所，另一些則在任何適宜的地方創建垃圾場。為了最大限度地減少風再將火山灰吹起來，一些堆積場地用含有草和種子的表層土壤掩蓋起來。在俄勒岡州的波特蘭，市長最終威脅如果企業未能清除其停車場的火山灰，那麼將對之予以罰款。

起初對火山爆發所造成的損失估計有20至30億美元，之後經聯邦國會委託，美國國際貿易委員會進行了一項研究，將損失數額重新估計為11億美元。國會表決通過了一份數額為9.51億美元的補充撥款用於救災，其中大部分撥給了小型企業管理局（Small Business Administration）、美國陸軍工程兵團和聯邦緊急事務管理署。

火山爆發也有間接和無形的損失。聖海倫火山地區的失業率在爆發後立即上升了十倍，之後在木材打撈和火山灰清理工作開始後逐漸恢復到接近正常水平。只有很少一部分居民因為火山爆發而失業後離開了這一地區。火山爆發幾個月後，儘管之前的危機期間他們都已成功地應對，但還是有少數居民報告患上了壓力和情緒疾病，這一地區的多個縣要求為心理健康課程提供資助來向這些人們提供幫助。

對1980年5月18日事件最初的公眾反應給當地的旅遊業帶來了沉重的打擊，這也是華盛頓州一個重要的經濟支柱產業。不僅聖海倫火山至吉福德·平肖特國家森林（Gifford Pinchot National Forest）地區的旅遊產業大受影響，並且在華盛頓州和鄰近的俄勒岡州那些沒有受到火山爆發影響的地區和度假勝地，許多會議、社交聚會等也被取消或推遲。不過事實證明，火山爆發對旅遊業和其他產業的不利影響只是暫時的。或者正是由於其重新甦醒，聖海倫火山重拾了對遊客的吸引力。美國林業局（United States Forest Service）和華盛頓州開設了多個遊客中心，來讓人們瞭解火山所造成的破壞。

從1980年5月18日的大爆發後直至10月，聖海倫火山又發生了另外5次爆發。到1990年初一共出現了至少21次爆發活動。火山仍然保持活動狀態，一些規模較小的爆發一直持續到了2008年。

1980年5月25日凌晨2:30發生了一次爆發，將一個火山灰柱送入大氣層14公里高。火山爆發前當地的地震活動突然增加並且正處在一場暴風雨中。飄忽不定的風帶着噴出的火山灰飄向南方和西部，覆蓋了華盛頓州西部和俄勒岡州的大部分地區。火山碎屑流從北部的突破口流出，覆蓋了5月18日留下的山體碎片、岩漿和火山碎屑流沉積。

6月12日下午19:05，一縷縷火山灰直衝到火山口以上4公里，到了21:09又發生了一場更強烈的爆發，將火山灰柱送上約16公里上的高空。這一事件導致之前因風向而倖免的波特蘭地區正在進行的年度玫瑰節上都被塗上了薄薄的一層火山灰。火山口的坑底逐漸有英安巖滲出，並在一個星期內形成一個高61米，寬370米的圓頂。

連續一個多月的相對平靜後，1980年7月22日又發生了一系列的大爆發，這場爆發前火山頂峯區域可以測量到地震活動持續多天的膨脹和加劇，二氧化硫和二氧化碳的排放率也發生了變化。第一次爆發發生在下午17:14，產生了一個高16公里的火山灰柱；緊接着又於18:25發生了一次更強烈的爆發，在7.5分鐘時間裏就將火山灰住送上了之前一次的最高位置。最後一次爆發於19:01開始並持續了超過兩小時。當相對較為少量的火山灰落在華盛頓州東部時，火山口於6月形成的圓頂也已經消失。

地震活動和氣體排放量在八月初逐漸增加，到了1980年8月7日下午16:26，一片火山灰雲在天空上緩慢地擴散了13公里，小規模的火山碎屑流從北面的突破口流出，火山灰也從火山口源源不斷地上升。持續到晚上22:32時，一次較為強烈的爆發將火山灰送上高空，幾天後，又一個英安巖圓頂填補了這個排氣孔。

經過兩個月的沉寂後火山又一次在1980年10月16日爆發並持續至18日。這一次爆發將8月形成的第二個英安巖圓頂化為灰燼，火山灰被送上了16公里高空，併產生了一個較小的火山碎屑流。1980年10月18日最後一次爆發結束後的30分鐘內，火山口又形成了第三個圓頂，在幾天的時間內，圓頂已經成長到270米寬，40米高。雖然旁邊就是一個正在增大的圓頂，但火山口內還是有一個新的冰川迅速形成。

所有1980年後發生的爆發都是一個相對安靜的圓頂形成過程，從1980年12月27日至1981年1月3日期間發生的第一次開始直到1987年時止，第三個圓頂已經擴大到超過910寬和240米高。

1989至1991年發生過持續數月的爆發，2004年末火山再次進入活動狀態並形成了一個新的圓頂，這次活動一直持續到了2008年1月。