科学家深刻解析美最新地质灾害

华盛顿州泥石流后的景象。资料来源:路透社

3月22日上午10点37分，华盛顿州西北530号高速公路的一侧发生了山体滑坡。如果此时理查德·艾弗森碰巧独自驾车穿过该区域，作为目击者，他应该停下来拍照。华盛顿温哥华美国地质调查局的滑坡专家艾弗森计算出，滑坡会在北福克的斯蒂尔拉的瓜米沙河停止，而530号高速公路位于500米以外的另一边。然而，这条河没能阻止泥石流。它迅速冲过河岸，吞没了一公里多的高速公路和沿途的周边地区。

受泥石流袭击的奥索镇位于西雅图北部，距离事故现场只有一个小时的车程。在这场灾难中，27人死亡，22人失踪。虽然媒体愤怒地批评*忽视了专家对泥石流的预测，但艾佛森认为，泥石流爆发有其特殊性，因为从滑坡的规模来看，泥石流的运动距离最多不会超过200米，但结果远远超过这一判断。艾弗森说:“我没想到会这样。在阅读了所有泥石流的记录后，这次泥石流的爆发是极其罕见的。”

探索泥石流的成因并不是目前最紧迫的事情。如何确保救援队伍的安全是当务之急。该地区的流沙土壤条件和持续降雨可能随时引发新一轮泥石流。美国地质勘探局位于塔科马的华盛顿水科学中心的地貌学家克里斯·马吉尔说:“我们尽最大努力向救援队提供最紧急和专业的帮助。”Magirl和他的同事们正面临着一个新的挑战:因为泥石流阻塞了Stilla的Guamisha河，这条河正堆积在一个泥“坝”的后面。一旦堤坝决口，汹涌的河水将穿过1.3平方公里的堤坝，冲向下游的Oso镇。

西雅图崎岖的内陆地形极易受到泥石流的影响，而伐木加剧了风险。有记录以来最大的泥石流发生在1980年，当时圣海伦火山爆发，产生了25亿立方米的泥石流，沿着北福克图特尔河流动了23公里。奥索镇周围的土地由100多米厚的沙子和14000年前的冰水沉积物组成。在潮湿的天气里很容易倒塌。因此，小规模泥石流经常在奥索镇附近爆发。然而，这次爆发的泥石流是不寻常的。

美国地质勘探局有一个泥石流数据库，其中载有关于泥石流含量、山坡高度和移动距离的数据。艾弗森最近查看了泥石流数据，发现估计的泥石流含量为800万立方米，冲出山脚后的估计移动距离为1130米。艾弗森说:“与相同高度和含量的泥石流相比，这次泥石流的实际移动距离是正常水平的3倍。”根据通常的计算，虽然泥石流也会阻塞河道，但最多只能摧毁几所房屋。艾弗森补充道:“实际情况远远超出专家的预期。”

艾弗森怀疑地质和天气因素导致了这次不寻常的泥石流爆发。泥石流于2006年在该地区爆发，这种泥石流的发源地是在最后一次泥石流和其他小泥石流的发源地周围。艾弗森认为这些泥石流比普通的冰水沉积物更具“穿透力”。过去两个月的暴雨浸湿了土壤，湿润了先前泥石流带来的碎片。当这座山在3月22日崩塌时，碎片会挤压下落的土壤。艾弗森说:“这可能会导致土壤中的水压急剧上升，并减少沙粒之间的摩擦。”他认为，液化的土壤像山谷中的水一样流动，甚至可以影响泥石流的另一边，就像浴缸里左右涌动的水一样。

艾弗森将奥索镇的泥石流与1881年榆树市的泥石流进行了比较，那次泥石流规模相似，造成115人死亡。埃尔姆泥石流的目击者也声称泥石流像水一样流动。但是艾弗森说，Oso泥石流的速度是前者的三倍。

美国地质勘探局地质学家乔纳森·戈特认为艾弗森的推断是合理的，戈特补充说，当奥索泥石流爆发时，平原非常潮湿，这也将减少沙粒之间的摩擦。戈特说:“你可以使用各种机制来做推论，但是你需要小心地排除它们，直到你找到真正的答案。”

随着救援工作的完成和重建工作的发展，科学家们面临的最紧迫的任务是尽快发现可能的滑坡，为重建队提供早期预警。4月初，美国地质勘探局的科学家计划乘坐一架直升机，在山谷顶部安装一个三脚架固定的全球定位系统工具——蜘蛛，来测量地面位移。一旦“蜘蛛”探测到地面已经移动，它就表明泥石流即将爆发。研究人员至少可以有几分钟的时间来处理它。

与此同时，另一个主要的不稳定因素是泥石流堵塞造成的河水堆积。三月底，美国地质勘探局在斯蒂尔拉的瓜米沙河放置了几米，以测量上游和下游的总堵塞量，并监测水流。科学杂志透露，美国地质勘探局和研究人员计划在堵塞的河流中放置浮标。据估计，堵塞河道的河水深度可达10米。浮标的放置可以丰富地形测量内容，也有助于观察水位线位置。

泥石流爆发前，从下游的一个流量计读取的数据显示，泥石流爆发后第二天，由于泥石流堵塞而积累的水量达到了200万立方米。然而，在压力之下，河水被堵塞后，自己冲走了一条通道。新的测量数据显示，河水水位在3月29日达到峰值后，以每天近1米的速度下降。美国地质勘探局地质学家拉尔夫·豪格罗德说:“洪水的威胁似乎正在减少。”然而，艰巨的恢复和重建工作正在全面展开，科学家必须保持高度警惕，不放过任何潜在的危险。(段鑫)

中国科学新闻(2014-04-08第三版国际版)