当火山摧毁你的实验室时如何研究它

自 1983 年形成以来，基拉韦厄火山的 Pu'u'ō'ō 锥体随着火山活跃的东部裂谷区岩浆的波动而起伏不定。但在 2018 年 4 月 30 日，Pu'u'ō'ō 轰然宣布退场。曾经满溢的盆地像一个疏通的水槽一样排入地下。新释放的熔岩从山顶向大岛的东端蔓延。很快，约有 2,000 人的社区 Leilani Estates 将亲身面对火山喷发。裂缝中爆发出火山灰、有毒气体和熔岩，喷涌而出，穿过道路，涌入后院。Pu'u'ō'ō 的绝唱最终摧毁了大约 700 所房屋。

随后，美国地质调查局 (USGS) 于 1912 年建立的夏威夷火山观测站 (HVO) 的地基开始出现裂缝。5 月 16 日，工作人员被迫撤离。“我们四处逃散，带走了所有能带的东西，”当时担任该观测站地球物理学家的 Brian Shiro 回忆道。Shiro 一直处于快速变化的灾害监测领域的前沿，但基拉韦厄火山带来了一项独特的挑战，即从不可控的自然力量中提取实时数据。他从中吸取了教训，现在他以科罗拉多州戈尔登美国地质调查局地质灾害科学中心副主任的身份，将这些经验应用于地震监测。

希罗的职业生涯始于海啸研究员，2005 年定居夏威夷。在美国国家海洋和大气管理局工作一段时间后，他于 2016 年加入 HVO，将自己在地震灾害监测方面的知识应用到复杂的火山学领域。“这些火山是活生生的，会呼吸的东西，能够掌握地球的脉搏是一件令人兴奋的事情，”他说。

2018 年的灾难震动了他们的设施，Shiro 和他的同事们启动了由 GPS 和地震站、摄像头、无人机和其他传感器组成的远程监控系统来收集信息。数十台设备丢失、损坏或毁坏。火山灰覆盖了用于测量气体的紫外线光谱仪的太阳能充电板，导致它们数月无法使用。

值得庆幸的是，天文台早在几年前就为此类障碍做好了准备。“我们所有的站点都以一种易于配置的方式相互通信，让我们无需亲自前往即可将信号从一个站点重新路由到另一个站点，”Shiro 说。在火山喷发期间（火山喷发于 2018 年 9 月 5 日正式结束），他和美国地质调查局的同事与应急管理人员和公共安全部门合作，昼夜不停地工作，发布最新消息，让居民能够根据火山喷发情况规划自己的生活。

[相关：为什么我们不能把垃圾扔进火山焚烧？]

尽管他们付出了巨大的努力，但火山爆发的影响仍然十分广泛。联邦和县政府官员发现，道路维修费用高达 8200 万美元；当地农民遭受了约 2800 万美元的集体损失；社区当年的旅游业损失高达 9400 万美元。尽管如此，由于 HVO 工作人员和其他救援人员的努力，没有人员死亡。

这次事件教会了美国地质调查局团队如何应对迅速发展的危机，同时向受影响的人们传播关键信息，Shiro 认为这将有助于他们未来的火山爆发应对工作。现在，他在地质灾害科学中心管理着一群科学家，他们密切关注地震灾害。他们的工作对于充实美国地质调查局网站 shock.​gov 至关重要，该网站发布当前数据，部分目的是教育公众并降低地面震动时造成危害的可能性。“这对我来说是一种新的危害，我之前经历过海啸和火山，”Shiro 说。“我在这里检查不同的危害。”

这个故事最初刊登在 PopSci 2021 年夏季热刊上。阅读更多 PopSci+ 故事。