Вулканическое поле Уэллс Грей-Клируотер , также называемое группой конусов Клируотер , [2] является потенциально активным [3] моногенетическим вулканическим полем в восточно-центральной части Британской Колумбии , Канада, расположенным примерно в 130 км (81 миле) к северу от Камлупса . Оно расположено в горах Карибу в Колумбийских горах и на возвышенностях Квеснел и Шусвап . Как моногенетическое вулканическое поле, это место с многочисленными небольшими базальтовыми вулканами и обширными потоками лавы . [4] [5]
Большая часть вулканического поля Уэллс-Грей-Клируотер находится в пределах большого парка дикой природы под названием Провинциальный парк Уэллс-Грей . [4] Этот парк площадью 5405 км2 ( 2087 кв. миль) был основан в 1939 году для защиты водопадов Хельмкен и уникальных особенностей водосборного бассейна реки Клируотер , включая это вулканическое поле. [4] Пять дорог ведут в парк и открывают виды на некоторые вулканические особенности поля. [4] Короткие походы ведут к нескольким другим вулканическим особенностям, но в некоторые районы можно добраться только на самолете. [6]
На основании радиоуглеродного и калий-аргонового датирования вулканическая активность в вулканическом поле Уэллс Грей-Клируотер началась в эпоху раннего плейстоцена , создав заполняющие долины и покрывающие плато потоки лавы, общий объем которых составляет приблизительно 25 км 3 (6 кубических миль). [6] Размещение этих потоков лавы охватывало по крайней мере три периода оледенения, свидетельства чего сохранились в виде туй , отложений долины, покрытых льдом, и подледниковых курганов . [6] Несколько туй в регионе, такие как Гейдж-Хилл , Хребет Хайало , Маклеод-Хилл и Москито-Маунд , образовались, когда магма проникла в вертикальную трубу в вышележащем ледниковом льду и расплавила ее. Частично расплавленная масса остыла в виде большого блока, при этом гравитация сплющила его верхнюю поверхность. Ледниковая эрозия туй позволяет предположить, что они извергались в эпоху раннего плейстоцена. [6]
По крайней мере один взрывной подводный вулкан образовался в эпоху плейстоцена. [4] Этот подводный вулкан, известный как Уайт-Хорс-Блафф , как полагают, образовался в три фазы. [4] Его первая фаза активности была связана с водой, возможно, перекрытой ледниковым льдом, который заполнил долину реки Клируотер . [4] Вулкан нагрел ледниковую воду, а затем хлынул вниз по жерлу вулкана, создавая сильные паровые взрывы и фрагменты разбитой лавы. [4] После того, как паровые взрывы утихли, фрагменты разбитой лавы осели обратно в ледниковую воду, создав невулканоподобную форму Уайт-Хорс-Блафф, которая в основном состоит из фрагментарного вулканического стекла, называемого гиалокластитом . [4] Вулкан прекратил извергаться вскоре после прорыва поверхности ледниковой воды. [4]
Другие вулканические события в других местах взаимодействовали с грунтовыми водами и магмой , создавая многочисленные кратеры . [6] Многие из этих кратеров были заполнены водой, создав несколько кратерных озер . [7] В некоторых местах ледниковые тилли и речные пески и гравий сохраняются под несколькими потоками лавы, которые формируют вулканическое поле. [6] Палеопочвы встречаются, но редко. [6] Оледенение оставило толстый слой тилли почти над всеми вулканическими отложениями, и поэтому выход на поверхность в значительной степени ограничен скалообразующими обнажениями в нескольких долинах. [6]
В конце последнего ледникового периода , примерно 10 000 лет назад, мощные наводнения от тающего ледникового льда прорезали глубокие каньоны в нижележащих потоках лавы, покрывающих плато. [4] Большинство этих каньонов содержат реки, такие как Murtle и Clearwater, и водопады, такие как Canim Falls , Moul Falls , Spahats Falls и 141-метровый (463 фута) водопад Helmcken Falls . [4] Лица базальтовых потоков лавы и водопадов остаются вертикальными из-за природы базальтовых потоков лавы. [ 4] Базальтовая лава сжимается по мере охлаждения и образует вертикальные колонны породы, называемые столбчатым базальтом . [4] Совсем недавно южный конец вулканического поля испытывал непрерывную вулканическую активность с конца последнего ледникового периода. Эта вулканическая активность происходила в трех областях; Спэниш-Крик, Рэй-Лейк и Костал-Лейк, за которыми последовали извержения лавовых фонтанов, создавшие шлаковые конусы и потоки лавы. [6]
Вулканизм в районах Спэниш-Крик и Рэй-Лейк был сингляциальным, но продолжился после того, как ледниковый лед растаял. [6] Два шлаковых конуса, известные как Flourmill Cone и Pointed Stick Cone , были созданы в районах Спэниш-Крик и Рэй-Лейк. [6] Потоки лавы из двух шлаковых конусов лежат на ледниковой коренной породе без промежуточной палеопочвы , что указывает на ранний голоценовый возраст. [1]
Извержения около озера Рэй сформировали шлаковый конус, известный как Драконий конус , и завершились потоком лавы `a`a длиной около 16 км (9,9 миль) , который был датирован радиоуглеродным методом примерно в 7600 лет. [1] Этот поток лавы, известный как «Язык Дракона», имеет толщину не менее 15 м (49 футов) на проксимальном конце, но утончается до 3 м (9,8 футов) на дистальном конце, перекрывая южный конец озера Клируотер . [4] Древесные формы сохраняются в потоке лавы на нижнем конце. [6]
Последнее извержение вулкана , возможно, всего 400 лет назад, создало небольшой покрытый деревьями базальтовый шлаковый конус на восточной оконечности озера Костал, названный Костал-Конус , что делает его одним из самых молодых вулканов в Канаде, судя по данным о росте деревьев. [6]
Вулканическое поле Уэллс Грей-Клируотер начало формироваться приблизительно 3 500 000 лет назад и с тех пор неуклонно росло. [8] Тектонические причины вулканизма, которые сформировали вулканическое поле Уэллс Грей-Клируотер, пока не ясны и поэтому являются предметом продолжающихся исследований. Оно находится примерно в 250 км (160 миль) от простирающегося с севера на юг вулканического пояса Гарибальди и простирается вдоль разлома Нутка на побережье Британской Колумбии , который погружается под Североамериканскую плиту в зоне субдукции Каскадия . [9] Вулканиты Уэллс Грей в основном состоят из щелочного оливинового базальта , а некоторые потоки лавы содержат мантийные ксенолиты . [8] Базальты вулканического поля Уэллс Грей-Клируотер считаются самым восточным выражением вулканического пояса Анахим . [8] Однако их связь неизвестна, поскольку тренд возраст-местоположение не достигает области Уэллс Грей-Клируотер, а вулканическое поле Уэллс Грей-Клируотер не совпадает с трендом вулканического пояса Анахим. [8] Считалось, что вулканиты Уэллс Грей образовались в результате истончения земной коры и существования проникающих в нее структур. [8]
Более поздние исследования вулканологов, связанных с Геологической службой Канады, показали, что субдуцированное расширение разлома Нукта может быть основной причиной щелочной структуры вулканического поля Уэллс Грей-Клируотер. [8] Вулканизм мог быть в основном вызван астеносферным апвеллингом, возможно, смещением вдоль трансформного разлома . [8] Если трансформный разлом имел участок вертикального разрыва, содержащий потенциально различные углы падения между плитами Explorer и Juan de Fuca , субдуцированная астеносфера плиты, возможно, могла течь вверх в мантийный клин. [8] Аналогично, если бы смещение имело участок расширения, образовался бы горизонтальный щель в виде окна плиты , снова открывая путь для апвеллинга магмы. [8] В любом случае неустойчивая астеносфера могла бы испытать низкие степени декомпрессионного плавления и взаимодействовать с североамериканской литосферой, чтобы уступить внутри плитных составов. [8]
Состав некоторых потоков лавы в вулканическом поле Уэллс Грей-Клируотер необычен, поскольку они включают в себя небольшие, угловатые или округлые фрагменты породы, называемые конкрециями, и кристаллы , которые происходят из мантии . [4] Эти зеленые конкреции известны как перидотиты , поскольку они в основном состоят из минерала силиката магния и железа , называемого оливином . [4] Эти потоки лавы также включают в себя крупные кристаллы оливина, плагиоклаза и пироксена , которые кристаллизовались глубоко в земной коре и мантии. [4] Лавы и конкреции, которые они содержат, похожи на те, что извергались в Вулканической горе в Юконе . [4] Конкреции помогают вулканологам и другим геологам проверить, как выглядит мантия под вулканическим полем. [4]
Голоценовые лавовые потоки более щелочные, чем плейстоценовые лавовые потоки, и содержат несколько ксенолитов хромшпинелевого лерцолита , шпинелевого клинопироксенита и редкого ферроанового вебстерита и шпинелевого верлита. [6] Ксенолиты не существуют в более старых лавовых потоках. [6] Однако химические данные указывают на то , что каждый лавовый поток был образован аналогичным образом путем низких степеней плавления по частям. [6] Расплавы изначально происходили из верхней мантии , которая со временем постепенно истощалась каждым последующим событием плавления. [6]
Вулканическое поле Уэллс Грей-Клируотер является одним из 10 вулканических районов Канады, связанных с недавней сейсмической активностью ; другие — Касл-Рок , [10] Маунт-Эдзиза , [10] Маунт-Кейли , [10] Худу-Маунтин , [10] Вулкан , [10] Лагуна Кроу , [10] Массив Маунт-Мигер , [10] Маунт-Гарибальди [10] и Наско-Кон . [11] Сейсмические данные свидетельствуют о том, что эти вулканы все еще содержат живые системы магматических стоков, что указывает на возможную будущую эруптивную активность. [12] Хотя имеющиеся данные не позволяют сделать четкий вывод, эти наблюдения являются дополнительными указаниями на то, что некоторые из вулканов Канады потенциально активны, и что связанные с ними опасности могут быть значительными. [3] Под областями моногенной активности шлаковых конусов, такими как вулканическое поле Уэллс Грей-Клируотер, сейсмичность, по-видимому, более рассеяна. [3] В некоторых случаях землетрясения группируются во времени и пространстве, что указывает на рои вулканических землетрясений. [3]
Поскольку вулканическое поле Уэллс Грей-Клируотер находится в отдаленном месте, опасность извержений лавы будет от низкой до умеренной. Магма с низким содержанием кремнезема (как в базальте ) обычно простирается на десятки километров от жерла вулкана. [13] Передние кромки базальтовых потоков могут двигаться со скоростью до 10 километров в час (6,2 мили в час) на крутых склонах, но они обычно продвигаются менее чем на 1 километр в час (0,62 мили в час) на пологих склонах. [13] Но когда потоки базальтовой лавы ограничены каналом или лавовой трубкой на крутом склоне, основная часть потока может достигать скорости более 30 километров в час (19 миль в час). [13] Основываясь на прошлой вулканической активности, вулканическое поле Уэллс Грей-Клируотер имеет долгую историю производства тихих извержений в стиле фонтанирования лавы . [4] Такие извержения состоят из выброса раскаленного шлака , лапилли и лавовых бомб на высоту от десятков до сотен метров. Они имеют небольшой или средний объем, со спорадической силой. Поскольку регион в основном покрыт лесами, а потоки лавы, вероятно, будут перемещаться на большие расстояния, возможно, что извержения лавы могут вызвать большие лесные пожары , а некоторые речные долины могут быть перекрыты плотинами. [4]
Более сильные извержения возможны только в уникальных обстоятельствах, таких как извержение в озеро. [4] Любое будущее извержение, скорее всего, затронет только ограниченную область ниже по склону от вулкана. Ядовитые вещества, такие как вулканический газ , включают в себя различные вещества. К ним относятся газы, запертые в полостях ( везикулах ) в вулканических породах , растворенные или перемещенные газы в магме и лаве , или газы, выделяющиеся непосредственно из лавы или косвенно через грунтовые воды, нагретые вулканической деятельностью . Вулканические газы, которые представляют наибольшую потенциальную опасность для людей, животных, сельского хозяйства и имущества, - это диоксид серы , диоксид углерода и фтористый водород . [14] Локально диоксид серы может привести к кислотным дождям и загрязнению воздуха по ветру от вулкана. [14]
В настоящее время геологическая служба Канады не контролирует вулканическое поле Уэллс Грей-Клируотер достаточно тщательно, чтобы определить, насколько активна магматическая система вулканического поля. [15] Существующая сеть сейсмографов была создана для мониторинга тектонических землетрясений и находится слишком далеко, чтобы обеспечить хорошее представление о том, что происходит под вулканическим полем. [15] Она может обнаружить увеличение активности, если вулканическое поле становится очень беспокойным, но это может только предупредить о крупном извержении. [15] Она может обнаружить активность только после того, как вулканическое поле начнет извергаться. [15]
Возможным способом обнаружения извержения является изучение геологической истории вулканического поля, поскольку каждый вулкан имеет свою собственную модель поведения с точки зрения стиля извержения, величины и частоты, так что его будущее извержение, как ожидается, будет похоже на его предыдущие извержения. [15] Но от этого, вероятно, откажутся, отчасти из-за удаленности вулканического поля. [15]
Хотя существует вероятность того, что Канада подвергнется критическому воздействию локальных или близких вулканических извержений, утверждает, что требуется некая программа улучшения. [3] Мысли о выгодах и затратах имеют решающее значение для борьбы со стихийными бедствиями. [3] Однако для анализа выгод и затрат необходимы точные данные о типах опасностей, их величинах и проявлениях. Для вулканов в Британской Колумбии или в других местах Канады они не существуют в требуемой детализации. [3]
Другие вулканические методы, такие как картирование опасностей, отображают историю извержений вулкана в деталях и предполагают понимание опасной активности, которая может ожидаться в будущем. [3] В настоящее время карты опасностей не были созданы для вулканического поля Уэллс Грей-Клируотер, поскольку уровень знаний недостаточен из-за его удаленности. [3] Крупной программы вулканической опасности никогда не существовало в Геологической службе Канады. [3] Большая часть информации была собрана в течение длительного времени, отдельно от поддержки нескольких сотрудников, таких как вулканологи и другие ученые -геологи . Текущие знания лучше всего установлены для массива Маунт-Мигер и, вероятно, значительно возрастут с временным проектом по картированию и мониторингу. [3] Знания о вулканическом поле Уэллс Грей-Клируотер и других вулканических областях в Британской Колумбии не так хорошо установлены, но определенный вклад вносится, по крайней мере, для Маунт-Кейли . [3] Интенсивная программа классификации инфраструктурных воздействий вблизи всех молодых канадских вулканов и быстрая оценка опасности в каждой отдельной вулканической постройке, связанной с недавней сейсмической активностью, будет осуществляться заранее и позволит быстро и продуктивно определить приоритетные области для дальнейших усилий. [3]
Существующая сеть сейсмографов для мониторинга тектонических землетрясений существует с 1975 года, хотя она оставалась небольшой по численности до 1985 года. [3] За исключением нескольких краткосрочных экспериментов по сейсмическому мониторингу, проведенных Геологической службой Канады, ни один мониторинг вулканов не был проведен на вулканическом поле Уэллс-Грей-Клируотер или на других вулканах Канады на уровне, приближающемся к уровню в других устоявшихся странах с исторически активными вулканами. [3] Активные или беспокойные вулканы обычно контролируются с использованием по крайней мере трех сейсмографов, все в пределах приблизительно 15 километров (9,3 мили), а часто в пределах 5 километров (3,1 мили), для лучшей чувствительности обнаружения и снижения ошибок определения местоположения, особенно для глубины землетрясения. [3] Такой мониторинг обнаруживает риск извержения, предлагая возможность прогнозирования, которая важна для снижения вулканического риска. [3] В настоящее время вулканическое поле Уэллс-Грей-Клируотер не имеет сейсмографа ближе, чем 59 километров (37 миль). [3] С увеличением расстояния и уменьшением количества сейсмографов, используемых для индикации сейсмической активности, возможности прогнозирования снижаются, поскольку точность определения местоположения и глубины землетрясения снижаются, и сеть становится не такой точной. [3] Однако, по крайней мере, один возможный вулканический рой землетрясений был замечен к востоку от вулканического поля Уэллс Грей-Клируотер. [3] Неточные местоположения землетрясений в вулканическом поле Уэллс Грей-Клируотер составляют несколько километров, а в более изолированных северных регионах они достигают 10 километров (6,2 мили). [3] Уровень магнитуды местоположения в вулканическом поле Уэллс Грей-Клируотер составляет около 1-1,5, а в других местах - 1,5-2. [3] На тщательно контролируемых вулканах как обнаруженные, так и замеченные события регистрируются и исследуются немедленно, чтобы улучшить понимание будущего извержения. [3] Необнаруженные события не регистрируются и не исследуются в Британской Колумбии немедленно, и не являются легкодоступными. [3]
В таких странах, как Канада, возможно, что небольшие сейсмические рои-предвестники могут остаться незамеченными, особенно если не наблюдалось никаких событий; более значительные события в более крупных роях будут обнаружены, но только незначительное подразделение событий роя будет сложным для того, чтобы с уверенностью определить их как вулканические по своей природе или даже связать их с отдельным вулканическим сооружением. [3]
