Брокен-Топ — сложный стратовулкан, подвергшийся ледниковой эрозии . Он расположен в Каскадной вулканической дуге , части обширного Каскадного хребта в американском штате Орегон . Расположенный к юго-востоку от пиков Трех сестер , вулкан, находящийся в пустыне Трех сестер , [4] находится в 20 милях (32 км) к западу от Бенда, штат Орегон, в округе Дешутес . Извержения прекратились примерно 100 000 лет назад, и с тех пор эрозия ледников уменьшила конус вулкана до места, где обнажается его содержимое. На вершине находятся два названных ледника: Бенд и Крук .
В этом районе обитают разнообразные виды флоры и фауны, здесь часто выпадают снегопады, случаются дожди и наблюдаются резкие колебания температуры в зависимости от сезона. Брокен-Топ и его окрестности являются популярными местами для пеших прогулок, скалолазания и скалолазания.
Брокен-Топ находится в Каскадной вулканической дуге , примерно расположенной на координатах 44 ° 05' с.ш., 121 ° 42' з.д. / 44,08 ° с.ш., 121,70 ° з.д. / 44,08; -121,70 . Это часть Каскадного хребта в Орегоне , [5] в пустыне Трех сестер , которая находится в округе Дешут . [6] По данным Хилдрет (2007), высота горы составляет 2797 метров (9177 футов). [1]
Дикая местность «Три сестры» занимает площадь 281 190 акров (1137,9 км 2 ), что делает ее второй по величине дикой территорией в Орегоне [7] после дикой местности Игл-Кэп . [8] Назначенный Конгрессом США в 1964 году, он граничит с пустыней Маунт-Вашингтон на севере и делит свой южный край с пустыней озера Уолдо . Район включает в себя 260 миль (420 км) троп и множество лесов, озер, водопадов и ручьев, включая источник Уайкус -Крик . [7] Три сестры и Сломанная вершина составляют около трети дикой природы Трех сестер, и эта область известна как регион Альпийского гребня. В регионе Альпийского хребта, возвышающемся на высоту от 5200 футов (1600 м) до 10 358 футов (3157 м), находятся наиболее часто посещаемые ледники, озера и луга в дикой местности. [9]
Погода в этом районе сильно различается из-за дождевой тени , создаваемой Каскадным хребтом. Воздух из Тихого океана поднимается над западными склонами, из-за чего он охлаждается и сбрасывает влагу в виде дождя (или снега зимой). Количество осадков увеличивается с высотой. Как только влага отжимается из воздуха, она опускается на восточную сторону гребня, в результате чего воздух становится теплее и суше. На западных склонах количество осадков колеблется от 80 до 125 дюймов (от 200 до 320 см) в год, а на восточных склонах - от 40 до 80 дюймов (от 100 до 200 см) на востоке. Экстремальные температуры достигают от 80 до 90 ° F (от 27 до 32 ° C) летом и от -20 до -30 ° F (от -29 до -34 ° C) зимой. [10]
До заселения этой территории в конце 19 века местные леса, особенно сосновые леса пондероза на восточных склонах, часто охватывали лесные пожары . Из-за тушения пожаров, проводившегося за последнее столетие, леса заросли, а на возвышенностях они еще больше подвержены летним пожарам, которые угрожают жизни и имуществу окружающих. В 21 веке лесные пожары в Национальном лесу Дешут стали более масштабными и распространенными. [11] В сентябре 2012 года удар молнии вызвал пожар, который сжег 41 квадратную милю (110 км 2 ) в районе Поул-Крик в пустыне Трех сестер, в результате чего эта территория была закрыта до мая 2013 года. [12] В августе 2017 года официальные лица закрыли 417 квадратных миль (1080 км 2 ) в западной половине пустыни Трех сестер, [13] включая 24 мили (39 км) Тихоокеанского гребня , [14] для публики из-за 11 пожаров, вызванных молниями, в том числе Милли Файер . [13] [15] В результате увеличения количества пожаров государственные чиновники учли роль лесных пожаров при планировании, [11] включая организацию предписанных пожаров совместно с учеными для защиты мест обитания, находящихся под угрозой, и одновременного сведения к минимуму неблагоприятного воздействия на качество воздуха и окружающую среду. здоровье. [16]
Брокен Топ — сложный стратовулкан . Он расположен к северо-западу от Болл-Бьютта и к юго-востоку от Саут-Систер (часть вулкана комплекса Три сестры ), который расположен на 121,7 ° западной долготы и 44,08 ° северной широты. Он имеет высоту 9 186 футов (2800 м) и объем объемом 2,4 кубических миль (10 км 3 ). [1] Как и другие вулканы Каскад, Брокен-Топ питался магматическими очагами, образовавшимися в результате субдукции тектонической плиты Хуан -де-Фука под западный край Северо-Американской тектонической плиты . [17] Гора также была сформирована изменением климата эпохи плейстоцена , во время которой произошло несколько ледниковых периодов , а наступление ледников разрушило местные горы. [18]
Брокен-Топ присоединяется к нескольким другим вулканам в восточном сегменте Каскадного хребта, известном как Высокие Каскады, простирающемся с севера на юг. [19] Сюда входят комплекс «Три сестры», кратер Белкнап , гора Вашингтон , Блэк-Бьютт , Трехпалый Джек и гора Бакалавр . [20] Построенные в конце эпохи плейстоцена , эти горы подстилаются более древними вулканами, которые затонули в параллельных разломах, простирающихся с севера на юг в окружающем регионе. [21] Три сестры образуют центральную часть региона тесно сгруппированных вулканических вершин, что является исключением из типичного расстояния от 40 до 60 миль (от 64 до 97 км) между вулканами в других местах Каскадов. Эта местность является одной из наиболее активных вулканических областей Каскадов и одним из наиболее густонаселенных вулканических центров в мире [22] , а также вторым по величине вулканическим полем кремнистых пород в пределах Четвертичных Каскадов. [23] На территории площадью 193 квадратных миль (500 км 2 ) от Трех сестер до Брокен-Топ и горы Бакалор имеется по меньшей мере 50 извержений риолитовой и риодацитовой лавы. [23]
К востоку от Брокен-Топ, область c, площадью 115,8 квадратных миль (300 км2 ) , состоящая из андезитовых и основных шлаковидных конусов, имеет аналогичные риолитовые и риодацитовые отложения лавы. Вулкан Тумало распространил игнимбриты и плинианские отложения в наземных извержениях по всей территории (плинианские извержения подобны извержению Везувия, разрушившему Помпеи ). Эти отложения распространились от Тумало до города Бенд. [24]
Первоначальные извержения Брокен-Топ, начавшиеся около 300 000 лет назад в середине эпохи плейстоцена [ 25] и перекрывающиеся с извержениями вулкана Норт-Систер, [26] состояли из андезибазальтовой лавы, которая способствовала образованию основного щита. [6] Центр этого здания состоит из окисленного агломерата, в который проникли интрузивные дайки и геологические силлы . [6] Шлаки, дайковые породы и лава, составляющие этот конус, имели однородный состав, состоящий из вкрапленников с плагиоклазом , оливином , двумя типами пироксена и магнетита . [27] После этого продолжались хаотичные извержения, время от времени извергавшие кремниевую лаву [6] вплоть до 150 000 лет назад, [25] включая пироксеновые андезиты, в которых отсутствовал оливин, а также обсидиан , который был редкостью среди местных вулканов в тот период времени. [28] Большая часть нынешнего конуса занята потоками извержений основной лавы (богатой магнием и железом), включая андезит , дацит , риодацит и пирокластические потоки . Эти отложения простираются от подчиненного вулкана до вершины и достигают вулкана Тодд-Лейк, а также риодацитовой лавы на краю Там-Мак-Артура и водопада Уичус-Крик. [28] Другой набор риодацитовых лавовых куполов простирается на 6,2 мили (10 км) от юга Брокен-Топ до озера Демарис на севере, но они были частично покрыты андезитовыми отложениями от извержений вулкана Саут-Систер. [27] В общей сложности за 150 000 лет извержения Брокен-Топ извергнул от 1,7 до 2,4 кубических миль (от 7 до 10 км 3 ) лавы. [26] Хотя большая часть материала, образующего вулканический конус Брокен-Топ, произошла из его главного жерла, здание также было построено за счет вспомогательных жерл на его флангах и паразитических конусов , которые окружали главное здание. Боковые жерла извергались, образуя трещинные жерла , производя базальт и андезит, а паразитические жерла извергали шлак. [28]
Вулканический кратер Брокен-Топ , диаметр которого сейчас составляет 0,50 мили (0,8 км), скорее всего, образовался в результате проседания , в результате которого образовалась депрессия, заполненная толстыми потоками базальтовой андезитовой лавы, увенчанными тонкой лавой. После того, как центральный канал вулкана застыл, он со временем претерпел гидротермальные изменения, что было обнаружено несколькими цирками . [6] [a] Конус вершины также подвергся обширной ледниковой эрозии , с заливами и крупным цирком на его южной стороне. [25] Он образует форму амфитеатра , которая открывается на юго-восток. [29] Из-за этой обширной эрозии содержимое конуса Брокен-Топ обнажается, что позволяет вулканологам классифицировать Брокен-Топ как сложный стратовулкан. [30] Эрозия разрушила первоначальную вершину горы, а также ее юго-восточный склон и большую часть внутренней части вулкана, обнажив пурпурные, красные и черные слои шлака, которые чередуются с желтой, коричневой и оранжевой пемзой и туфами, а также с белыми слоями шлака. пемза с прослоями в матрице обломков черной лавы. [29]
В позднем плейстоцене Брокен-Топ и его окрестности были почти полностью покрыты ледниками. Единственными объектами в этом районе, не погребенными ледниками, были вершина горы Тумало и вершина Брокен-Топ, включая гребень северо-западного хребта. Никакие геологические данные не позволяют предположить, что какая-либо извержения происходила подледниково . [31]
В настоящее время ледники Бенд и Крук , расположенные на высоте 7762 футов (2366 м) [32] и 8209 футов (2502 м) [33] соответственно, продолжают разрушать внутреннее содержимое горы. Оба небольших ледяных потока , они значительно уменьшились в размерах за последние несколько десятилетий [29] и отступление продолжается быстрыми темпами. [34]
Когда в 20-м веке ледники Малого ледникового периода отступили, вода заполнила оставшиеся пространства, образовав запруженные мореной озера , которые более распространены в пустыне Трех сестер, чем где-либо еще на прилегающих Соединенных Штатах . [35] В этом районе неоднократно происходили ливневые паводки , в том числе в самом Брокен-Топ, где 7 октября 1966 года произошло внезапное наводнение. Анализ происшествия, проведенный лесничим Дэвидом Расмуссеном, определил, что оно произошло из озера на Брокене. Вершина, расположенная на высоте 8000 футов (2400 м) и занимающая площадь 11 акров (0,045 км 2 ). Это озеро расположено у подножия ледника Крук и питается ледником Бенд. Вероятно, это событие было инициировано ледниковым льдом, упавшим в озеро, породив большую волну, которая прорвала морену и слила 50 000 000 галлонов США (190 000 000 л) воды в канал под озером. [36] В результате наводнение достигло глубины 10–15 футов (3,0–4,6 м), [37] стекая вниз по восточному и южному склонам горы и достигая живописной дороги Каскадных озер . [36] Наводнение переместило бревна, камни и грязь в луговой бассейн озера Спаркс; он покрыл илом от 35 до 45 процентов бассейна озера и отложил не менее 10 000–20 000 коротких тонн (9 100–18 100 т) отложений в озере и на окружающем его лугу. [36]
Вулкан Тодд-Лейк, извергший порфировый андезит (андезит с явными различиями в размерах кристаллов) бледно-серого цвета, расположен у южного подножия Брокен-Топ. Его потоки лавы обнажены и покрыты красным шлаком и агглютинируют из отдельного вулканического жерла. Он начал извергаться, когда Брокен Вершина прекратила извергающуюся активность, поскольку оба слоя лавы перекрываются. [38]
Когда плейстоценовые ледники отступили, к югу от озера Тодд образовались базальтовые вулканы шлакового конуса, как раз во время формирования кратера Кайюс. [31] Кратер Кайюс, несвязанный с ним послеледниковый вулкан, образовавшийся 11 000 лет назад, [26] также расположен на южном склоне Брокен-Топ. [39] Он состоит из базальтовой лавы и шлака , которые извергались после прекращения активности Брокен-Топ, [25] предполагая, что он образовался из-за подстилающего магматического очага, расположенного ближе к Южной Сестре. [40] Кратер Кайюс также частично состоит из желтого туфа лапилли и туфобрекчии . Он имеет двойной край, его южная стена прорвана потоками лавы, с двумя дополнительными конусами меньшего размера на высоте около 30–40 футов (9,1–12,2 м) к северо-западу. [39] Более поздняя голоценовая деятельность на склонах вулкана привела к образованию потоков базальтовой лавы, конусов и пепла , которые перемежались с мореной и материалом из вымывных равнин неогляциального периода. [6]
Болл-Бьютт означает дополнительный конус высотой 8 091 фут (2 466 м), который считается одним из дополнительных элементов Брокен-Топ. [41] В этом районе также есть несколько паразитических конусов, которые со временем помогли построить Болл-Бьютт. Они также произвели много красного шлака и образовали горячие источники и фумаролы (отверстия в земле, выделяющие пар и газы). Остатки большого шлакового конуса возле ледника Бенд, по большей части разрушенного льдом, включают вулканические бомбы , длина которых достигает 8 футов (2,4 м). [28]
В позднем плейстоцене произошло извержение шести шлаковых конусов и вспомогательных жерл между Брокен-Топ и горой Тумало, в результате чего образовались гломеропорфировые андезибазальты. Все они, вероятно, произошли из одного и того же источника магмы. [27]
Когда в 1925 году была опубликована первая геологическая разведка окрестностей, ее автор, Эдвин Т. Ходж, предположил, что Сломанная вершина, Три сестры и несколько других гор в этом районе представляют собой остатки огромного рухнувшего вулкана, который был активен в эпоху миоцена или раннего плиоцена. Назвав этот древний вулкан горой Малтнома , Ходж предположил, что он обрушился, образовав кальдеру, точно так же, как обрушилась гора Мазама , образовав Кратерное озеро . [42] В 1940-х годах Хауэл Уильямс завершил анализ окрестностей и пришел к выводу, что Малтнома никогда не существовало, вместо этого продемонстрировав, что каждый вулкан в этом районе имел свою собственную индивидуальную историю извержений. [42] [43] Статья Уильямса 1944 года под названием «Вулканы региона Трех сестер, Орегонские каскады» [43] определила основные очертания региона, хотя у него не было доступа к химическим методам и радиометрическому датированию. [44] В ходе анализа, проведенного геологом и вулканологом Университета штата Орегон Эдвардом Тейлором в 1978 году [45], было установлено, что нынешний конус Брокен-Топ был построен на андезибазальтовых лавах, которые создали платформу. [29] Поскольку дайки и пороги со временем вторглись в здание, оно образовало вулканический конус, состоящий из различных лав, включая андезибазальт, дацит и риодацит, а также тефры и пирокластических материалов из более взрывных извержений. [29]
Брокен Топ представляет значительную опасность для окружающей территории, особенно в ближайшей опасной зоне диаметром 12 миль (19 км), которая окружает Брокен Топ и Три сестры. Оползень в Брокен-Топ или извержение близлежащего Южного Сестра могут вызвать лахар (быстрые потоки воды, камней и грязи) , которые могут скатиться вниз по речным долинам в окрестностях. [46] Хотя небольшие оползни объемом менее 350 000 000 кубических футов (10 000 000 м 3 ) более вероятны, чем огромные лавины, они все же могут нанести значительный ущерб и вызвать лахары. Более крупные оползни, скорее всего, будут результатом проникновения магмы, и поэтому их можно будет предсказывать сейсмометрами и устройствами вулканической разведки. [47]
Извержение вулкана Саут-Систер может представлять угрозу для жизни поблизости, поскольку ближайшая опасная зона простирается на расстояние от 1,2 до 6,2 миль (от 2 до 10 км) от вершин вулкана. [47] Во время извержения тефра могла накопиться до 1–2 дюймов (от 25 до 51 мм) в городе Бенд, а сели и пирокластические потоки могли стекать по склонам горы, угрожая любой жизни на своем пути. [48]
За прошедшее столетие пять или более лахаров произошли в районе Трех сестер и Брокен-Вершины либо в результате наводнений, вызванных прорывом ледников, либо в результате разрушения озер, запруженных мореной . Однако они затронули только неосвоенные территории, поскольку простирались менее чем на 6 миль (9,7 км) от своего первоначального источника. [49] Будущие разрушения плотин, ведущие к аналогичным событиям, вероятно, по-прежнему затронут только ближайшую опасную зону диаметром 12 миль (19 км), но они могут достичь более отдаленных районов, если они происходят из определенных озер, таких как озеро Карвер или озеро Карвер. безымянное озеро на восточной стороне Брокен-Топ, впадающее в озеро Спаркс. К озерам с меньшей угрозой достижения дальней зоны опасности относятся небольшие озера в верховьях ручья Уичус-Крик и в бассейне ниже ледника Коллиер . [50]
Брокен-Топ и близлежащие горы Три сестры представляют собой популярное место для скалолазания среди туристов и альпинистов . Лесная служба США требует разрешений (которых имеется ограниченное количество) на использование в наиболее загруженные периоды года, а собак необходимо держать на поводках на Грин-Лейкс, Морейн-Лейкс, Саут-Систер, Сода-Крик, Тодд-Лейк, и тропы Кратер-Дитч с 15 июля по 15 сентября. Лошади запрещены, а в зимний сезон восхождений целесообразно использовать ледорубы из соображений безопасности. [51] Автомобили и другие механические транспортные средства, такие как велосипеды, фургоны, моторные лодки и вертолеты, как правило, запрещены на территории заповедника «Три сестры» в соответствии с правилами Национальной системы охраны дикой природы.
Походная тропа на Брокен-Топ начинается в бассейне Зеленых озер в начале тропы к востоку от Бенда, проходит 12 миль (19 км) и набирает высоту 3450 футов (1050 м). Его можно преодолеть , хотя маршрут требует восхождения по десятичной системе Йосемити класса 4 или ниже 5 и имеет значительную уязвимость. [52] Тропа Брокен-Топ начинается на пересечении с тропой Зеленых озер. Он простирается на 0,8 мили (1,3 км) до Кратер-Крик, включая тропу длиной 0,5 мили (0,80 км), которая проходит прямо мимо вулкана и ледника Крук. Существует также неофициальная тропа, ведущая вверх по морене ледника Крук. [53] К северным склонам Broken Top можно добраться по тропам к северу от Tam McArthur Rim, а к южным склонам можно добраться по тропам возле Crater Creek. [6]
