徒步旅行者的背包通常会随着时间的推移而变得更轻，因为他们会在混杂的小路和水中跋涉，但安妮卡·德切特（Annika Dechert）喜欢开玩笑说她的背包会变得更重。作为俄勒冈大学地球科学专业的研究生，她正在收集俄勒冈瀑布南姐妹火山喷发历史的线索，帮助科学家更好地了解其未来可能的风险。这些线索是：10磅重的镶嵌着水晶的大块岩石，这些岩石是在39000到2000年前的火山爆发中喷出的，由德切特和一组火山学家从火山上拖走的。
南姐妹山坐落在户外休闲的荒野地区，被美国地质调查局列为“高度威胁”。通过分析火山岩中的晶体，Dechert和她的同事们现在发现，南妹妹在历史上的活跃程度比以前认为的要高，而且时间窗口比以前认为的要短。它们显示了南妹妹火山过去的两个不同时期的喷发，似乎来自不同的来源。
“火山是有个性的，”俄勒冈大学的Gwen和Charles Lillis火山学主席乔·杜菲克说，他和德杰特以及美国地质勘探局喀斯喀特火山观测站的合作者一起领导了这项研究。“了解它们过去的活动可以让我们了解它们未来可能会做什么。”
这项研究的结果将为美国地质勘探局喀斯喀特火山观测站绘制俄勒冈中部危险地图的方式提供信息，并帮助科学家形成对其他类似火山的思考方式。研究小组在8月份的《地球化学，地球物理学，地球系统》杂志上发表了他们的最新发现。
虽然南妹妹火山已经几千年没有喷发了，但美国地质勘探局仍然密切关注着它。自20世纪90年代以来，科学家们一直在追踪火山下不断膨胀的岩浆，这表明尽管火山看起来很平静，但地表下可能正在发生活动。
因为它距离本德不到30英里，即使是一次小的喷发也会对俄勒冈人造成很大的伤害。火山爆发可能会将大量的火山灰喷向天空，使空气呼吸变得危险。火山泥石流可能进入附近的河流，降低水质，并破坏沿岸的财产。熔岩流可能给火山带来更高的危险，并可能引发野火。山体滑坡或熔岩流可能会关闭道路或小径。了解这些事件的连锁危害一直是俄勒冈大学火山学研究的重点。
为了更好地了解南姐妹在过去的表现，Dechert和她的同事们把重点放在流纹岩上，一种玻璃状的火山岩。流纹岩产生的火山爆发会将灰烬、岩石和气体猛烈地喷射到空气中，而不是熔岩缓慢地喷出。这在喀斯喀特山脉的这部分相对罕见，但它是南姐妹地质的重要组成部分。
在几个夏天的实地考察中，德切特和她的团队带着大背包和大锤徒步前往南妹妹火山，从火山周围的各种熔岩流中凿出流纹岩样本。(研究人员已经获得了收集样本的许可；在荒野地区一般禁止收集岩石。)他们的采样点代表了这座火山8次不同的喷发，时间跨度长达数万年。
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回到文明时代，Dechert将岩石中的晶体带到斯坦福大学的一个专门实验室，该实验室估计了不同样本的年龄以及它们从火山喷发的时间。嵌在流纹岩中的锆石晶体含有铀，随着时间的推移，铀会以固定的速度衰变成铅，所以科学家们把这些晶体用作微小的岩石时钟。
新的分析发现，所有在南姐妹火山早期活动期间喷发的流纹岩都是在15000年的时间里喷发出来的，而不是27000年。那个时期最古老的火山爆发发生在大约39000年前的更新世时期，比过去的数据显示晚了1万多年。
研究表明，由于同样数量的火山活动在更短的时间内发生，南姐姐岛过去的喷发比以前认为的要强烈。
Dechert和她的同事们还发现更新世的火山喷发在化学和物理上都与大约2000年前发生的另一批火山喷发不同。Dechert说，这表明火山中有多个不同的岩浆储层，能够产生不同类型的喷发。
她说：“我们可以用这个更新的过去年表来预测未来可能发生的事情。”有了新的数据，我们可以更好地了解南姐妹火山喷发的频率，以及在不同的时间间隔内喷发出多少物质，“我们可以利用这些想法来思考，如果最近的喷发序列继续下去，未来可能会发生什么。”
新的日期也有助于确认南姐妹火山与邻近的中姐妹火山和北姐妹火山相比是何时活跃的。根据他们使用的数据来源，地质学家在这个问题上反复研究。最新数据显示，南姊妹山在中姊妹山之后开始喷发，但这两座火山的活跃期是重叠的。
这项研究是一个正在进行的更大的研究项目的一部分，该项目将南姐姐的历史拼凑在一起。现在，研究小组正在使用探测重力强度微波动的仪器来绘制“南姐妹”地下可能存在的岩浆库。与固体岩石相比，岩浆的密度不同，导致地球不同地方的重力场强度发生非常非常微小的变化。结合锆石日期揭示了过去火山喷发的年龄，研究人员对“南姐姐”火山未来可能发生的情况有了更好的了解。
德切特说：“主要的假设认为三姐妹火山下面有岩浆，我们正试图用地球物理成像来证实这一点。”
尽管如此，Dechert强调，南姐姐火山——也就是它的土著名字Klah klahne——的任何喷发之前都会有充足的警告信号。徒步旅行者可以继续安全地享受蜿蜒的小径、丰富的野花、波光粼粼的湖泊和风景优美的景色，这些都使喀斯喀特河的这一部分在几千年来一直受到人类的珍视。
“这是一个值得探索的美丽地方，我不想阻止人们去那里，”她说。“就在2000年前，新的陆地形成了。这真的很令人兴奋。”
