大约在1880万年前，在如今加利福尼亚州、亚利桑那州和内华达州的交界处，一座火山爆发了。当岩浆向上涌向地表时，岩浆中困住的气体膨胀，将熔化的岩石炸成火山灰，其喷发威力之大，让圣海伦斯火山都显得像打了个喷嚏。
这次喷发产生的火山灰和气体无情地席卷了地表，形成了一条愤怒的火山物质河流，称为火山碎屑流，覆盖了方圆100多英里的区域。
这是一次巨大的事件，但《自然·通讯》杂志上发表的一项最新研究发现，喷发出的物质在地表移动的速度更像是乌龟而不是兔子。
研究人员结合实验技术和实地数据，发现火山碎屑流在地表移动的速度可能在每小时10-45英里之间——虽然很快，但比其他人预测的火山灰喷射速度要慢得多。
火山实验
在20世纪80年代，地质学博士生格雷格·瓦伦丁（Greg Valentine），现任布法罗大学地质学家，和大卫·布什（David Buesch），现任美国地质调查局地质学家，绘制了这次喷发形成的火山灰沉积图。他们注意到，火山灰中嵌着一些巨大的岩石，这些岩石是在火山碎屑流翻滚前进的过程中被卷起来的。
近30年后，他们又回到了实地考察。他们与法国布莱兹·帕斯卡大学的地质学家奥利维尔·罗什（Olivier Roche）合作。罗什当时正在用小珠子制作火山碎屑流的物理模型。通过向一层小珠子上吹入气体和火山灰状颗粒，他能够模拟火山灰和气体在移动过程中与岩石的相互作用。
“直观地看，我们大多数人会认为，火山碎屑流要传播如此远的距离，必须一开始就以非常高的速度前进，”罗什说。“但这与我们的发现不符。”
相反，他们发现，为了卷起嵌在火山灰中的岩石（这些岩石大小不一，从几英寸到几英尺宽），火山碎屑流底部必须非常密集，并且移动相对缓慢。如果按照预期的速度快速移动，即使是更大的岩石也会被卷入致命的洪流之中。
实地观察和实验的结合非常重要。尽管火山碎屑流至今仍然是火山喷发的一种危险，但研究人员仍在努力了解更多关于它们的信息，同时也要保证设备和自身安全。
瓦伦丁告诉《大众科学》杂志，“在实地考察中，‘你几乎永远看不到火山碎屑流密集部分内部的情况’。这就是为什么像罗什和其他研究人员一样，他们转向实验和计算机模型来解释沉积物。”
超级火山
这座名为银溪破火山口（Silver Creek caldera）的火山是少数几座被一些火山学家称为超级火山的巨大火山喷发之一，它们之所以被归类为超级火山，是因为其规模巨大。从视觉上看，它们不像典型的火山，你可能会想象成一座随时准备喷发顶部的山。“它们几乎就像是‘反火山’，”瓦伦丁说，他指的是像银溪破火山口或黄石火山这样的火山形状。
在超级火山喷发过程中，大量的岩浆从地下喷涌而出，形成一个巨大的洼地，而不是像普通火山那样，通过一系列小型喷发逐渐堆积岩浆形成山体。在1880万年前的喷发中，超过300立方英里的岩浆从地下喷出，形成了一个直径18英里的巨大地表洼地。
毋庸置疑，这是一次规模巨大的事件。虽然这种规模的喷发在人类有记载的历史中并不为人所知，但规模较小的火山碎屑流却一直都在发生。
瓦伦丁说：“我们希望了解这些火山碎屑流，以便在火山喷发时能够很好地预测这些流动的行为。‘流动的特征和速度会影响你可能有多少时间来逃离，尽管唯一真正安全的方法是提前撤离，在流动开始之前。’”
