stringtranslate.com

Извержение Оруануи

Извержение Оруануи новозеландского вулкана Таупо ( также известное как извержение Кавакава или событие Кавакава/Оруануи ) было самым последним суперизвержением в мире и крупнейшим фреатомагматическим извержением, охарактеризованным на сегодняшний день.

География

Во время извержения уровень моря был намного ниже, чем в настоящее время, и вулкан Таупо на протяжении более 100 000 лет в основном располагался под более крупным озером, чем нынешнее озеро Таупо, и назывался озером Хука . [1] : 6  Озеро Хука было разрушено в результате извержения, и другие особенности местной географии значительно изменились, как показано ниже.

Извержение

Последствия извержения Оруануи
Извержение Оруануи повлияло на Северный остров в виде отложений пепла размером около 10 см (белая штриховка) и примерного игнимбрита из пирокластического потока (желтая штриховка). [2] : 529  Центральная красная область — это кальдера Оруануи, окружающий кратер светло-красного цвета. Он наложен на современную Новую Зеландию, хотя в то время территория Новой Зеландии была больше, поскольку уровень моря был намного ниже.

С индексом вулканической активности 8 это одно из крупнейших извержений, когда-либо произошедших в Новой Зеландии, и самое последнее суперизвержение . [3] Это произошло25 675 ± 90 лет назад [4] [5] в позднем плейстоцене и образовало примерно 430 км 3 (100 куб. миль) отложений пирокластического падения , 320 км 3 (77 куб. миль) отложений пирокластического течения плотности (PDC) (в основном игнимбрита) и 420 км 3 (100 кубических миль) первичного внутрикальдерного материала, что эквивалентно 530 км 3 (130 кубических миль) риолитовой магмы , что в сумме составляет 1170 км 3 (280 кубических миль) от общего количества месторождений. Таким образом, это крупнейшее на сегодняшний день фреатомагматическое извержение . [1] : 8  Извержение разделено на 10 различных фаз на основе девяти картируемых единиц падения и десятого, плохо сохранившегося, но доминирующего по объему подразделения падения. [6] [2] : 528  [7] [8]

Современное озеро Таупо площадью 616 км 2 (238 квадратных миль) и глубиной 186 м (610 футов) частично заполняет кальдеру , образовавшуюся во время этого извержения. Структурный обвал площадью 140 км 2 (54 квадратных миль) скрыт под озером Таупо, а контур озера, по крайней мере частично, отражает вулкано-тектонический коллапс. На ранних этапах извержения положение жерл менялось; Развитие кальдеры в максимальной степени (на что указывают каменные брекчии ) произошло на этапе 10.

Необычные особенности

Извержение Оруануи демонстрирует множество необычных особенностей: его эпизодический характер, широкий спектр взаимодействия магмы и воды, а также сложное взаимодействие пирокластических осадков и отложений потоков . [6] Извергнутая магма была очень однородной по составу, и этот состав не наблюдался с тех пор, но наблюдался до извержения. [1] : 8  Детальный анализ состава показал, что ранние фазы извержения содержали небольшое количество магмы из-за пределов вулкана Таупо и наиболее соответствуют тектоническому триггеру. [9] [1] : 8  Извержение произошло через систему озер, которая представляла собой либо южную часть озера Хука, недавно разделенную в результате поднятия перед извержением, незадолго до самого извержения [2] : 528  , или некоторые предположили, что озеро Таупо отделилось. с более высоким уровнем, чем в оставшемся озере Хука примерно тысячу лет назад, исключительно из-за извержения вулкана Поихипи, примыкающего к горе Таухара , магматическая камера которого находится под Вайракеем и который извергался в Триге 9471 и Мусорных куполах около 27 000 лет назад, заполнив эту часть озера Хука. [1] : Рис. 4  [10] Соответственно, многие из отложений содержат агрегаты вулканического пепла . [11]

Процесс извержения

В настоящее время известно, что временные рамки роста зоны грибов Оруануи, которая имеет характерный химический и изотопный состав, а также спектры модельного возраста циркона, относятся примерно к 40 000 лет назад в результате более ранних извержений вулкана Таупо. [9] Во время разделения кристаллов и жидкости в этой месинице большие объемы расплава и кристаллов были перенесены вверх в расплавленное магматическое тело, которое сформировалось на глубине 3,5–6 км (2,2–3,7 мили). [9] Относительная однородность извержений (риолит с высоким содержанием SiO 2 99% ), [1] : 8  позволяет предположить, что к моменту извержения магматическое тело Оруануи подвергалось сильной конвекции. [9] Тем не менее, анализ состава показывает, что вклад внесли три разных риолита, причем первые две фазы извержения имели вклад в результате утечки риолита, содержащего биотит, предположительно вдоль даек на глубине более 2 км (1,2 мили), [12] связанных с тектоническими разломами от магматического очага на север. [9] Состав риолита, содержащего биотит, аналогичен составу найденного в кальдере Мароа , прилегающей к вулкану Таупо. [9]

Эти начальные стадии происходили из магмы при относительно низком избыточном давлении и температуре около 780 ± 20 ° C [9] , и перед извержением происходил подъем магмы от недели до двух недель. [12] Около 0,5% извержений представляли собой риолиты с низким содержанием SiO 2 , которые, как полагают, были извлечены из изолированных карманов в подстилающей кристаллической массе. [1] : 8  В извержении были задействованы две различные основные магмы, а общий объем основной магмы 3–5 км 3 (0,72–1,20 куб. миль) нетипично высок по сравнению с другими близлежащими риолитовыми извержениями. [9]

Временные рамки, необходимые для окончательной подготовки к извержению, по-видимому, составляют не более десятилетий. Само извержение длилось всего несколько месяцев, причем большинство описанных ниже стадий были непрерывными. Расположение извержений известно только для первых четырех стадий извержения. Во время стадий 1 и 2 жерла находились в северо-восточной части нынешнего озера Таупо, третье жерло (или, что более вероятно, несколько жерл) было ближе к восточному направлению более позднего извержения Хатепе , [1] : 8  , а 4-е жерло было более центральный. Более поздние стадии извержения, возможно, имели выход из большей части того, что сейчас является северной частью озера Таупо. [13] : 39 

В то время как потоки пирокластической плотности генерировались на протяжении всего извержения, максимальное расстояние, достигнутое в игнимбритовых отложениях, во время фазы 8 составляло около 90 км (56 миль ) .  намного меньше, чем более позднее извержение вулкана Хатепе вулкана Таупо. Пепел (тефра Кавакава), распределенный на различных этапах, создал стратиграфический слой, обнаруженный на большей части территории Новой Зеландии и окружающего ее морского дна, поскольку направление ветра менялось, столбы извержения были очень высокими, а объемы пепла были такими большими.

Тефра из извержения Оруануи, содержащая сферические аккреционные лапилли , как и в фазе 8.

Местное воздействие

Приблизительный максимальный размер озера произошел 22 500 лет назад после извержения Оруануи (темно-синяя заливка). Это произошло до того, как дамба из вулканического материала возле нынешнего устья озера разрушилась, и озеро потекло через свой старый выход Вайхора в ручей Мангакино и далее в реку Вайкато .

Тефра, возникшая в результате извержения, покрыла большую часть центральной части Северного острова и называется тефрой Кавакава-Оруануи, или КОТ. [14] Игнимбриты Оруануи имеют глубину до 200 метров (660 футов). [2] :  Пеплопад 529 года затронул большую часть Новой Зеландии: слой пепла толщиной 18 сантиметров (7 дюймов) отложился на островах Чатем , в 850 км (530 миль) от него. Местное биологическое воздействие должно было быть огромным, поскольку 10 сантиметров (4 дюйма) пепла выпало к югу от Окленда на всю остальную часть Северного острова и верхнюю часть Южного острова , оба из которых были больше по суше. территории, поскольку уровень моря был значительно ниже нынешнего. Пирокластические потоки игнимбрита уничтожили всю растительность, до которой дошли. [2] : 530 

Более поздняя эрозия и седиментация оказали долгосрочное воздействие на ландшафт и, возможно, привели к смещению реки Вайкато с равнин Хаураки на ее нынешнее русло через Вайкато в Тасманово море . Менее 22 500 лет назад озеро Таупо, наполнившись примерно на 75 м (246 футов) выше своего нынешнего уровня и первоначально вытекая через водосток Вайхора на северо-западе, прорвало свою игнимбритовую плотину Оруануи рядом с нынешним выходом Таупо на северо-востоке. скорость, которая не оставила террас вокруг озера. [2] : 531–2  Около 60 км 3 (14 куб. миль) воды было выброшено, в результате чего остались валуны высотой до 10 м (33 фута), по крайней мере, на такой же высоте по реке Вайкато, как и Мангакино . [15] Воздействие суммировано следующим образом: [2] : 530 

  1. Совершенно новый ландшафт вокруг кальдеры, с отложениями игнимбритов, которые погребали ландшафт толщиной до сотен метров и затоплялись в долинах. Фактическая площадь игнимбрита меньше, чем последующее меньшее извержение Хатепе, предположительно потому, что последнее породило более интенсивный пирокластический поток, но гораздо меньшее количество аккумулятивного падения тефры.
  2. Территория, образовавшаяся в результате обрушения кальдеры, служила одновременно резервуаром для отложений в местном водосборе и бассейном, в котором накопилось новое озеро Таупо.
  3. Бывшее озеро Хука, которое простиралось на север и частично занимало старую кальдеру Репороа, было разрушено и заполнено игнимбритом, что также создало временный барьер между водоразделами Таупо и Репороа, который пришлось размыть, прежде чем новое озеро станет стабильным. Был основан Таупо.
  4. Совокупной толщины осенних отложений и игнимбрита, вероятно, было достаточно, чтобы полностью уничтожить или похоронить растительность практически на всей центральной части Северного острова.
  5. Ремобилизация огромного количества пирокластического материала в виде аллювия привела к глубоким изменениям в схеме дренажа реки Вайкато, что особенно повлияло на равнины Вайкато и равнины Хаураки .

Дистальный удар

Отложения пепла извержения Оруануи заключительной (десятой) фазы были геохимически сопоставлены с отложениями ледяных кернов Западной Антарктики на расстоянии 5000 км (3100 миль) и служат удобным маркером последнего ледникового максимума в Антарктиде . [14] Было смоделировано, что этому облаку пепла потребовалось около двух недель, чтобы окружить Южное полушарие . [14] Диатомовые водоросли из извергнутых озерных отложений были обнаружены в отложениях вулканического пепла примерно в 850 км (530 миль) с подветренной стороны на островах Чатем . [16] : 2 

После

Первое характерное извержение вулкана Таупо после извержения Оруануи произошло примерно 5000 лет спустя. [1] : 10  Первые три извержения были дацитовыми , как и извержение Пукетараты . [1] : 10  Остальные двадцать четыре риолитических события до настоящего времени, включая крупное извержение Хатепе, датируемое примерно 232 годом нашей эры, произошли из трех различных источников магмы. [1] : 10  Они имели географически ориентированные места жерл и широкий диапазон объемов извержений, при этом девять взрывных событий привели к образованию отложений тефры . [1] : 10 

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Такое использование лет в этой таблице обусловлено возможностью сортировки. Один день составляет 0,003 года, поэтому извержению произвольно была присвоена продолжительность чуть менее 3 месяцев, тогда как оно могло длиться от начала до конца в два раза дольше. Многие стадии извержения были непрерывными и длились всего несколько часов. Процессы синеизвержения происходили одновременно.
  2. ^ ab Это не эквивалент плотных пород (DRE), который является более стандартизированным способом выражения размера извержения.
  3. ^ abc Нумерация геологических процессов на рис. 15 Аллена и др., возможно, нелогична, учитывая вероятное время их начала. Это одна из причин, по которой таблицу сделали сортируемой.

Рекомендации

  1. ^ abcdefghijklm Баркер, SJ; Уилсон, CJN; Илсли-Кемп, Ф; Леонард, GS; Местель, ERH; Мауриохухо, К; Шарлье, БЛА (2020). «Таупо: обзор самого молодого супервулкана Новой Зеландии». Новозеландский журнал геологии и геофизики . 64 (2–3): 320–346. дои : 10.1080/00288306.2020.1792515. S2CID  225424075 . Проверено 28 ноября 2023 г.
  2. ^ abcdefg Манвилл, В.; Уилсон, CJN (2004). «Извержение Оруануи, произошедшее 26,7 тыс. лет назад, Новая Зеландия: обзор роли вулканизма и климата в реакции осадочных пород после извержения». Новозеландский журнал геологии и геофизики . 47 (3): 525–546. дои : 10.1080/00288306.2004.9515074 .
  3. ^ Лоу, диджей; Балкс, МР (2019). «Знакомство с почвами, полученными из тефры, и сельским хозяйством, Вайкато-Бей-оф-Пленти, Северный остров, Новая Зеландия» (PDF) .
  4. ^ Донг, Сию; Катхаят, Гаятри; Расмуссен, Суне О.; Свенссон, Андерс; Северингхаус, Джеффри П.; Ли, Ханьин; Синха, Ашиш; Сюй, Яо; Чжан, Хайвэй; Ши, Чжэнго; Цай, Яньцзюнь; Перес-Мехиас, Карлос; Бейкер, Джонатан; Чжао, Цзинъяо; Шпотль, Кристоф (04 октября 2022 г.). «Совместная динамика атмосферы, льда и океана во время стадиона Генрих 2». Природные коммуникации . 13 (1): 5867. Бибкод : 2022NatCo..13.5867D. дои : 10.1038/s41467-022-33583-4 . ISSN  2041-1723. ПМЦ 9532435 . ПМИД  36195764. 
  5. ^ Мюшелер, Раймунд; Адольфи, Флориан; Хитон, Тимоти Дж; Бронк Рэмси, Кристофер; Свенссон, Андерс; ван дер Плихт, Йоханнес; Реймер, Паула Дж (2020). «Тестирование и улучшение калибровочной кривой IntCal20 с использованием независимых записей». Радиоуглерод . 62 (4): 1079–1094. Бибкод : 2020Radcb..62.1079M. дои : 10.1017/RDC.2020.54 . ISSN  0033-8222.
  6. ^ Аб Уилсон, CJN (2001). «Извержение Оруануи мощностью 26,5 тыс. лет, Новая Зеландия: введение и обзор». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 112 (1–4): 133–174. Бибкод : 2001JVGR..112..133W. дои : 10.1016/S0377-0273(01)00239-6.
  7. ^ Уилсон, CJN (2005). «Извержение Оруануи, произошедшее 26,5 тыс. лет назад, вулкан Таупо, Новая Зеландия: развитие, характеристики и эвакуация большого риолитового магматического тела». Журнал петрологии . 47 : 35–69. doi : 10.1093/petrology/egi066 .
  8. ^ Ричард Смит, Дэвид Дж. Лоу и Ян Райт. «Вулканы – озеро Таупо», Те Ара – Энциклопедия Новой Зеландии , обновлено 16 апреля 2007 г.
  9. ^ abcdefghi Аллан, AS; Баркер, С.Дж.; Миллет, Массачусетс; Морган, диджей; Руяккерс, С.М.; Шиппер, CI; Уилсон, CJ (2017). «Каскад магматических событий во время сборки и извержения огромного магматического тела» (PDF) . Вклад в минералогию и петрологию . 172 (7): 1–34. Бибкод : 2017CoMP..172...49A. дои : 10.1007/s00410-017-1367-8. S2CID  73613346.: Обсуждение 
  10. ^ Розенберг, доктор медицины; Уилсон, CJ; Бигналл, Дж; Ирландия, ТР; Сепульведа, Ф; Шарлье, БЛ (15 января 2020 г.). «Структура и эволюция геотермальной системы Вайракей-Таухара (вулканическая зона Таупо, Новая Зеландия) с учетом новой геохронологии циркона». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 390 (106705). Бибкод : 2020JVGR..39006705R. doi : 10.1016/j.jvolgeores.2019.106705 .: 6.3.3. Истоки современной геотермальной системы Вайракей-Таухара 
  11. ^ Ван Итон, Алекса Р.; Уилсон, Колин Дж. Н. (2013). «Природа, происхождение и распределение агрегатов пепла в крупномасштабном месторождении влажных извержений: Оруануи, Новая Зеландия». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 250 : 129–154. Бибкод : 2013JVGR..250..129В. doi :10.1016/j.jvolgeores.2012.10.016.
  12. ^ abc Майерс, ML; Уоллес, ПиДжей; Уилсон, CJ (2019). «Вывод о временных масштабах подъема магмы и реконструкция каналов при эксплозивных риолитовых извержениях с использованием диффузионных потерь водорода из расплавных включений». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 369 : 95–112. Бибкод : 2019JVGR..369...95M. doi : 10.1016/j.jvolgeores.2018.11.009 .
  13. ^ Аб Уилсон, CJ; Блейк, С; Шарлье, БЛ; Саттон, АН (2006). «Извержение Оруануи 26,5 тыс. лет назад, вулкан Таупо, Новая Зеландия: развитие, характеристики и эвакуация большого риолитового магматического тела». Журнал петрологии . 47 (1): 35–69. doi : 10.1093/petrology/egi066 .
  14. ^ abc Данбар, Северо-Запад; Айверсон, Северная Каролина; Ван Итон, Арканзас; Зигль, М.; Аллоуэй, Б.В.; Курбатов А.В.; Мастин, Л.Г.; МакКоннелл-младший; Уилсон, CJN (2017). «Суперизвержение Новой Зеландии является отметкой времени последнего ледникового максимума в Антарктиде». Научные отчеты . 7 (12238): 12238. Бибкод : 2017NatSR...712238D. дои : 10.1038/s41598-017-11758-0. ПМК 5613013 . ПМИД  28947829. 
  15. ^ Манвилл, В.; Ходжсон, Калифорния; Нэрн, Айова (июнь 2007 г.). «Обзор прорывных наводнений из вулканогенных озер Новой Зеландии». Новозеландский журнал геологии и геофизики . 50 (2): 131–150. Бибкод : 2007NZJGG..50..131M. дои : 10.1080/00288300709509826 . ISSN  0028-8306. S2CID  129792354.
  16. ^ Харпер, Массачусетс; Залогодатель, SA; Смит, Э.Г.; Ван Итон, Арканзас; Уилсон, CJ (2015). «Эруптивные и экологические процессы, зарегистрированные диатомовыми водорослями в вулканически рассеянных озерных отложениях вулканической зоны Таупо, Новая Зеландия». Журнал палеолимнологии . 54 (263–77): 1–15. Бибкод : 2015JPall..54..263H. дои : 10.1007/s10933-015-9851-5. S2CID  127263257.