Тутупака — вулкан в регионе Такна в Перу . Он является частью перуанского сегмента Центральной вулканической зоны , одного из нескольких вулканических поясов в Андах . Тутупака состоит из трех перекрывающихся вулканов, образованных потоками лавы и лавовыми куполами из андезита и дацита , которые выросли на более старых вулканических породах. Самый высокий из них, как обычно сообщается, имеет высоту 5815 метров (19 078 футов) и был покрыт оледенением в прошлом.
Несколько вулканов в Перу были активны в последнее время, включая Тутупаку. Их вулканизм вызван субдукцией плиты Наска под Южноамериканскую плиту . Один из этих вулканов рухнул в историческое время, вероятно, в 1802 году, образовав большую лавину обломков объемом, вероятно, превышающим 0,6–0,8 кубических километров (0,14–0,19 кубических миль) и пирокластический поток . Связанное с этим извержение было одним из крупнейших в Перу, для которого имеются исторические записи. Вулкан стал активным около 700 000 лет назад, и активность продолжалась в голоцене , но изначально было неясно, были ли исторические извержения; некоторые извержения вместо этого приписывались менее эродированному вулкану Юкамане . Перуанское правительство планирует следить за вулканом на предмет будущей активности. Тутупака отличается геотермальными проявлениями с фумаролами и горячими источниками .
Жители Кандараве считали Тутупаку «плохой» горой, а Юкамане — «хорошей»; это может быть связано с тем, что на Тутупаке недавно произошли вулканические извержения. [2] Перуанский географ Матео Пас Сольдан [3] посвятил Тутупаке оду . [4]
Тутупака находится в 25–30 километрах (16–19 миль) к северу от города Кандараве в регионе Такна в Перу . [5] [6] Озеро Сачес находится к северу от вулкана, и поблизости протекают две реки: река Каллазас, текущая на восток к северу от вулкана, а затем на юг мимо восточного склона Тутупаки, и река Такалайя, которая течет на юг вдоль западного склона Тутупаки. [7] [a] Местный климат холодный, а местность каменистая, с небольшим количеством растительности. [8] Во время сезона дождей гора покрыта снегом, [9] и талая вода с Тутупаки и других региональных гор является важным источником воды для рек в регионе. [10] Напротив, сам вулкан в значительной степени не затронут деятельностью человека. [11]
Тутупака состоит из двух вулканических комплексов: более старого комплекса, который сильно размыт, и двух северных пиков, которые образовались позже. Из них восточный пик («восточный Тутупака») состоит из семи предположительно голоценовых лавовых куполов [12] и имеет высоту 5790 метров (19 000 футов), в то время как западный («западный Тутупака») состоит из лавовых куполов, лавовых потоков и плинианских изверженных отложений плейстоценового возраста и достигает высоты 5815 метров (19 078 футов). [b] [5] Глобальная программа вулканизма дает высоту 5753 метра (18 875 футов) для восточной и 5801 метр (19 032 фута) для западной вершины. [1] Западный пик является самой высокой вершиной Тутупаки. [14]
Основание, из которого поднимается Тутупака, находится на высоте от 4400 метров (14 400 футов) до 4600 метров (15 100 футов) [6] , а площадь поверхности вулкана составляет около 150–170 квадратных километров (58–66 квадратных миль). [15] Более старый комплекс образован в основном потоками лавы , которые во время плейстоцена были размыты ледниками, образовавшими морены толщиной до 100 метров (330 футов) [6] и U-образные ледниковые долины . [16] Цирк и морены также обнаружены на западной вершине, а слои тефры простираются к западу от вулкана. Более старый комплекс, который включает в себя лавовые купола в виде небольших холмов в его южной части, [17] был источником игнимбрита , который покрывает западную и южную части вулкана. [6] Были идентифицированы постледниковые потоки лавы, вытекающие из жерла, расположенного между двумя вершинами. [1] Проледниковые процессы, такие как разрушение льда , изменили молодые вулканические продукты. [18]
Более старый комплекс и западная Тутупака извергали андезит и дацит , в то время как восточная Тутупака производила только дацит. [19] Также встречаются трахиандезиты и трахиты . [20] Вулканические породы, извергавшиеся во время голоцена, определяют богатую калием известково-щелочную свиту. [21] Дациты из восточной Тутупаки содержат амфибол , апатит , биотит , клинопироксен , оксиды железа и титана , ортопироксен , плагиоклаз , кварц и сфен . [22] Фрагменты мафических [c] пород редко встречаются вкрапленными в породы Тутупаки. [12] Базальные вулканические породы претерпели гидротермальные изменения, в результате чего образовались глины . [24] В Тутупаке были обнаружены месторождения элементарной серы [25] , а на карте вулкана 1996 года показана серная шахта на его юго-восточном склоне. [26]
Амфитеатр шириной 1 километр (0,62 мили) в восточной части Тутупаки, открытый на северо-восток, был образован крупным обрушением вулкана. Лавовые купола из более молодой Тутупаки, а также сильно измененные лавы из более старого комплекса, обнажены в шраме обрушения, который является источником 6-8-километрового (3,7-5,0 миль) длинного отложения обломков лавины. Отложения в основном находятся в ледниковых долинах и перекрыты пирокластическим потоком Пайпатья , который разделяет обломки на две части. [27] Пирокластический поток достигает как озера Сачес к северу от вулкана, так и реки Каллазас к востоку от него. [28]
Два блока обломочной лавины различаются по внешнему виду. Один из них представляет собой холмы длиной 100–200 метров (330–660 футов), типичные для вулканических обломочных лавин, а другой имеет хребты, длина которых варьируется от 100 до 150 метров (от 330 до 490 футов). Хребты имеют высоту от нескольких метров до более 0,5 метра (1 фут 8 дюймов) и от 10 до 30 метров (от 33 до 98 футов). [29] Такие хребты наблюдались и в других отложениях обрушения, таких как вулкан Шивелуч в России , и были объяснены процессами сортировки, которые происходят в гранулярных потоках. [30] Различия между двумя единицами, по-видимому, связаны с тем, что первая единица была образована из базальной части Тутупаки, тогда как вторая единица была образована более поздними лавовыми куполами восточного вулкана и образовала гранулярный поток. [31] [32]
Обрушение, возможно, началось в гидротермальной системе вулкана и прогрессировало, затронув растущий лавовый купол [33] , общий объем которого, вероятно, превышает 0,6–0,8 кубических километров (0,14–0,19 кубических миль). [34] Общая площадь поверхности, охваченная обрушением, составляет около 12–13 квадратных километров (4,6–5,0 квадратных миль). [13] Это обрушение было не первым в истории Тутупаки: обрушения на юго-восточно-восточных склонах вулкана [13] произошли 6000–7500 лет назад [35] и доставили обломки через ледниковые долины на восточной и юго-восточной стороне вулкана [12] , а на западной стороне вулкана [36] обрушение произошло до 17 000–25 000 лет назад. [35] Такие крупные обрушения вулканов имели место в историческое время на горе Бандай в 1888 году и на горе Сент-Хеленс в 1980 году; они могут вызывать большие лавины обломков. [37]
У побережья Перу плита Наска погружается под Южноамериканскую плиту со скоростью 5–6 сантиметров в год (2,0–2,4 дюйма в год) [38] [ 14], вызывая вулканизм в трех из четырех вулканических поясов Анд, включая Центральную вулканическую зону , где расположена Тутупака. [38] [d] Другие перуанские вулканы включают Сара-Сара , Солимана , Коропуна , вулканическое поле Андагуа , Ампато - Сабанкая - Уалька-Уалька , Чачани , Эль-Мисти , Убинас , Уайнапутина , Тиксани , Юкамане, Пурупуруни и Касири . [40] В исторические времена крупные извержения произошли в Перу: в Эль-Мисти 2000 лет назад и в Уайнапутине в 1600 году, [38] последнее из которых унесло 1500 жизней и нарушило климат Земли. [41]
Фундамент региона состоит из складчатых мезозойских отложений и кайнозойского вулканического и осадочного чехла, который залегает на мезозойских породах. [42] Существует множество тектонических линий и разломов , которые были активны в третичном периоде ; [43] один из них пересекает Тутупаку с севера на юг, [7] а другие влияют на положение геотермальных объектов. [20] Игнимбритовый комплекс Уайлильяс [e] лежит под некоторыми вулканическими центрами, [43] которые включают первый набор эродированных вулканов, которые были активны между 8,4–5 и 4–2 миллионами лет назад, в основном извергая потоки лавы. За ними последовал второй набор вулканов, которые также были в основном активны с потоками лавы, такие как Касири, Тутупака и Юкамане. Третья фаза образовала дацитовые лавовые купола, такие как Пурупуруни, около 100 000 лет назад. [45] Другие, более старые стратовулканы находятся в Тутупаке и сильно разрушены ледниками . [46]
Большинство вулканов в Центральной вулканической зоне расположены на высоте более 4000 метров (13000 футов), где климат холодный с частыми заморозками. Большая часть осадков выпадает в период с января по март, в Тутупаке их количество составляет 200–560 миллиметров в год (7,9–22,0 дюйма/год). [47] В Западной Кордильере на высотах от 3500 до 3900 метров (11500–12800 футов) преобладает растительность, такая как кактусы , травы , перуанский ковыль и ярета , а также лишайники и мхи . Водно-болотные угодья , называемые бофедалес , демонстрируют разнообразную растительную жизнь. Выше 4000 метров (13000 футов) над уровнем моря растительность уменьшается, а в 2003–2012 годах на высоте 5800 метров (19000 футов) был вечный снег . [48] Вулкан является частью Региональной заповедной зоны Вилакота-Море . [49]
Древнейшие вулканические породы Тутупаки имеют возраст 1 135 000 ± 17 000 лет. [24] Древний комплекс был активен сначала с потоками лавы, а затем с крупным эксплозивным извержением; [6] поток пемзы и пепла образует отложение «Калласас» и мог быть произведен либо древним комплексом [50], либо западной Тутупакой. [51] Длительный перерыв отделял активность древнего комплекса от активности западной и восточной Тутупаки. [52] Небольшие лавовые купола на древнем комплексе были датированы возрастом 260 000 ± 200 000 лет [17], в то время как более поздние купола имеют возраст 33 000 ± 5 000 лет. [53] Вулканическая активность продолжалась в голоцене, [1] и вулкан считается потенциально активным. [5] Сегодня на вершине Тутупаки наблюдаются фумаролы [54] и зафиксирована сейсмическая активность. [55]
Имеются сообщения об извержениях в 1780, 1787, 1802, 1862 и 1902 годах [6], подтвержденные датами, полученными с помощью радиоуглеродного датирования, показывающими, что извержения происходили в этот период. [37] Некоторые авторы считали, что вулкан Юкаман был более вероятным источником этих извержений [6] , но Саманиего 2015 и др. показали, что Юкаман в последний раз извергался 3000 лет назад, [56] подразумевая, что зарегистрированные извержения, особенно события 1802 и 1787 годов, скорее всего, произошли в Тутупаке. [1]
Обрушение сектора восточной Тутупаки сопровождалось извержением, которое было одним из крупнейших в истории Перу, достигнув индекса вулканической эксплозивности 3 или 4. Современные хроники документируют выпадение пепла на расстоянии до 165 километров (103 миль) к югу в Арике . [57] Обрушение было датировано 1731–1802 годами с высокой вероятностью [f] и, как полагают, связано с извержением 1802 года. [2] Извержение, вероятно, было вызвано попаданием свежей, горячей магмы в дацитовую магматическую камеру . [58] Незадолго до обрушения [g] из вулкана вырвался пирокластический поток [2], вероятно, в результате обрушения лавового купола. Он образовал отложение на восточном склоне Тутупаки, [59] которое достигает толщины 6 метров (20 футов). [17] Предыдущее извержение могло дестабилизировать вулкан и спровоцировать главный коллапс, который также сгенерировал пирокластический поток Пайпатья. В то время эта территория была малонаселенной, и поэтому воздействие извержения было незначительным. [60]
Исходя из истории Тутупаки, можно предвидеть будущее извержение, когда возобновление активности вызовет еще одно разрушение вулкана. В этом случае в опасности окажутся около 8000–10000 человек, а также соседняя геотермальная энергетика и горнодобывающая инфраструктура. [60] Несколько небольших городов, отводные плотины , оросительные каналы и две дороги Ило – Десагуадеро и Такна – Тарата – Кандараве также будут уязвимы. [5] Другие опасности – баллистические камни, пирокластические потоки , лавины из шлака , пепловые и пемзовые дожди, вулканический газ и лахары . [61] Тутупака наряду с Убинасом и Уайнапутиной является одним из трех вулканов в Перу, которые произвели крупные взрывные извержения. [62]
Перуанский институт геологии, горного дела и металлургии [h] (INGEMMET) опубликовал карту вулканической опасности для Тутупаки. [65] В 2017 году Тутупака был определен как один из вулканов, за которыми будет следить будущая Перуанская южная вулканическая обсерватория. Это повлечет за собой наблюдение за сейсмической активностью, изменениями в составе фумарольных газов и деформацией вулканов, а также видео в реальном времени. Этот проект, бюджет которого оценивается в 18 500 000 перуанских солей (4768 041 долларов США ) и включает строительство тридцати станций мониторинга и главной обсерватории в районе Сачака , [66] начал действовать в 2019 году . [67] Публикация регулярных отчетов об активности началась в мае 2019 года. [55] Вулкан классифицируется как «умеренно опасный». [68]
Тутупака — это также название геотермального поля в окрестностях вулкана, которое включает районы Азуфре-Чико, Азуфре-Гранде, реки Каллазас, Пампа-Турун-Турун и реки Такалая; [8] они являются частью одной и той же геотермальной системы, температура которой на глубине превышает 200 °C (392 °F). [69] [70] На полях есть фумаролы, гейзеры , [45] грязевые котлы и залежи серы , как твердой, так и в виде сероводородного газа, [8] а также кремнистые отложения и травертиновые отложения. [71] Горячие источники у подножия вулкана Тутупака [72] сбрасывают воду в реки. [8]
Тутупака упоминается как потенциальное место для геотермальной энергетики. [73] В 2013 году канадская Alterra Power и Philippine Energy Development Corporation создали совместное предприятие для работы над геотермальным проектом в Тутупаке, [74] хотя работы в Тутупаке еще не начались к октябрю 2014 года. [75]