stringtranslate.com

946 извержение горы Пэктусан

Извержение горы Пэктусан , стратовулкана на границе Северной Кореи и Китая, также известного как Чанбайшань, [1] произошло в конце 946 года н. э. [2] [3] Это событие известно как Извержение Тысячелетия или извержение Тяньчи . [4] Это одно из самых мощных вулканических извержений в истории человечества ; ему присвоен класс не ниже VEI 6. [5] [6] [7 ]

Извержение выбросило около 13–47 кубических километров [5] [6] [7] магмы (эквивалент плотной породы) и образовало кальдеру , в которой сейчас находится озеро ( Heaven Lake ). Извержение имело две фазы, каждая из которых включала выпадение плинианского пепла и пирокластический поток, а также извергало магмы, которые были различны по составу. [8] В среднем 5 см (2,0 дюйма) плинианского пепла и ко- игнимбритового пепла покрыли около 1 500 000 км 2 (580 000 кв. миль) Японского моря и северной Японии. [9] [10] Этот слой пепла был назван «пеплом Baegdusan-Tomakomai» (B-Tm) [9] и является ценным маркерным горизонтом для корреляции региональных осадочных архивов в Японском море и вокруг него. Извержение Миллениум было одним из крупнейших и самых мощных извержений за последние 5000 лет, наряду с минойским извержением Тиры , извержением Хатепе озера Таупо (около 230 г. н. э.), извержением озера Илопанго в 431 г. н. э. , извержением вулкана Самалас близ горы Ринджани в 1257 г. и извержением вулкана Тамбора в 1815 г.

Дата

Слой пепла извержения является бесценным маркерным горизонтом для датирования и сопоставления региональных и глобальных осадочных архивов, поскольку свидетельства извержения обнаружены по всему Японскому морю. Поэтому время этого извержения было одним из наиболее интенсивно изучаемых предметов в вулканологии горы Пэктусан до ее окончательного заселения в конце 946 г. н. э.

Радиоуглеродное датирование

Точная радиоуглеродная дата извержения Миллениума была получена путем получения многочисленных радиоуглеродных измерений по пням деревьев, которые были повалены и обуглены во время извержения. Эти радиоуглеродные измерения были подогнаны к калибровочной кривой, чтобы ограничить дату в пределах 938–946 гг. н. э. Дальнейшие ограничения на дату были получены, когда в одном из пней, поваленных извержением, был идентифицирован основной всплеск углерода-14 774–775 гг. н. э. ( событие Мияке ). Ровно 172 кольца были подсчитаны между этим событием Мияке 774–775 гг. н. э. и краем коры, что подразумевает, что дерево погибло в 946 г. н. э. Эта дата подтверждает полученную из модели возраста ледяного керна Гренландии. Осколки комендитового и трахитового вулканического стекла с химическими отпечатками, связанными с извержением Миллениума, были обнаружены в ледяном керне Гренландии, и их положение соответствует дате 946–947 гг. н. э. Пень дерева с сохранившимися кольцами и событие Мияке 774–775 гг. н. э., а также идентификация слоя тефры в точно датированных ледяных кернах Гренландии указывают на однозначную дату извержения Миллениума — 946 г. н. э.

Исторические отчеты

Несколько метеорологических явлений, зафиксированных в древней Корее и Японии в середине X века, могли быть вызваны извержением Тысячелетия. « Нихон Кирьяку» ( Японская хроника ):

19 февраля 944 года н. э., около полуночи, наверху раздались сотрясающие звуки.

Другая похожая, но более поздняя запись из «Корёса» ( «История Корё» ) описывает громкие беспорядки во дворце в Кэсоне :

В первый год правления императора Чонджона (946 г. н. э.) зазвучали небесные барабаны. В тот год небо грохотало и кричало, была амнистия.

Кэсон находится примерно в 470 км от вулкана Пэкту, на таком расстоянии, на котором извержение Тысячелетия могло быть слышно. Кроме того, в «Истории храма Хынбокса» ( Annals of Kōfukuji ) записано особенно интересное наблюдение в Наре , Япония: [11]

Вечером 3 ноября 946 года н. э. белый пепел падал мягко, как снег.

«Белый пепел», возможно, был белым, комендитовым , первым этапом пеплопада B-Tm. [11] Три месяца спустя, Dai Nihon Kokiroku ( Старые дневники Японии ) и Nihon Kiryaku ( Японские хроники ) оба задокументировали громкое возмущение в тот же день: [11]

7 февраля 947 года н. э. в небе раздался звук, похожий на раскат грома.

Ледяной керн и годичные кольца деревьев

Хронология ледяных кернов [12] и датирование годичных колец деревьев позволяют чрезвычайно точно датировать до точного календарного года любую глубину льда в нашей эре или любое годичное кольцо дерева практически без неопределенности возраста. Риолитовые и трахитовые осколки вулканического стекла с химическими отпечатками магмы тысячелетия были найдены на глубине льда, датируемой точно 946–947 гг. н. э., эффективно подтверждая, что извержение произошло в течение последних 3 месяцев 946 г. н. э. [12] [13]

Дальнейшее подтверждение пришло из исследований колец дерева из субфоссильной лиственницы, которая была поглощена и убита во время первоначального взрывного извержения. Дерево было живым и зафиксировало атмосферные химические изменения во время крупного всплеска углерода-14 в 774 г. н. э . Между этим событием и самым внешним кольцом находится ровно 172 кольца, что означает, что дерево погибло в 946 г. н. э. Это дает однозначную дату Извержения Тысячелетия. [2]

Динамика извержения

Обширные исследования осадочных отложений извержения Миллениума показали, что извержение имело две фазы, обе из которых привели к обширному выпадению тефры и пирокластических потоков. [10] [14] Первая фаза началась с плинианского извержения, которое привело к образованию широко распространенной комендитовой тефры, за которой последовали несваренные пирокластические потоки и волны . После перерыва неизвестной продолжительности вторая фаза привела к образованию трахитовых агглютинатов и спаянных пирокластических потоков и отложений волн.

Фаза 1 (комендитовая магма)

Первая фаза началась со стабильной колонны плинианского извержения, которая, по оценкам, достигла высоты 30–40 км [7] и произвела широко распространенный слой светлоокрашенных пемзовых осадков. [7] Затем слой пемзовых осадков немедленно перекрывается, без сопутствующего возникновения, на что указывает отсутствие переслаивания , массивными пирокластическими потоками, которые покрыли площадь 2000 км 2 (770 квадратных миль) со средней толщиной 5 м (16 футов) и достигли расстояния до 50 км (31 миля). Эти пирокластические потоки были образованы обрушением колонны плинианского извержения. Ко-игнимбритовый слой пепла, образовавшийся в результате вымывания во время пирокластического потока, перекрывает пирокластические потоки, представляя собой самые верхние отложения этой фазы извержения. Состав магмы этой фазы был преимущественно комендитовым и отчетливого светло-серого цвета. Массовая скорость извержения на этом этапе оценивается в 1-4 × 10 8 кг/с. [7] На основании исторических записей о выпадении белого пепла в Наре предполагается, что первая фаза могла начаться 2 ноября 946 г. н. э.

Фаза 2 (трахитовая магма)

До сих пор ведутся споры о том, какие пирокластические продукты были выброшены во время второй фазы, и был ли значительный период покоя между первой и второй фазой. Во многих местах непирокластические материалы или эрозия разделяют продукты извержения первой и второй фазы, что указывает на перерыв в извержении.

В отличие от первой фазы, эта фаза началась с пульсирующих извержений из неустойчивых колонн, характеризующихся частыми обрушениями колонн, откладывая множественные единицы падения тефры чередующегося цвета и перемежающиеся с сопутствующими пирокластическими потоками от обрушения колонн. В этой фазе распознается до семи единиц падения. Осадки также откладывались в виде высокотемпературных агглютинатов, покрывающих внутреннюю стенку кальдеры. Пирокластические потоки этой фазы заполнили палеодолины во всех направлениях в радиусе 20 км (12 миль) от кальдеры. Самая верхняя часть отложений второй фазы также представляет собой слой ко-игнимбритового пепла. Было широко распространенное рассеивание пепла, связанное с этой трахитовой фазой, [9] [10] и моделирование предполагает, что шлейф извержения простирался более чем на 30 км в высоту, а массовая скорость извержения была больше 10 8 кг/с. [7]

Объем извержения

На основе проксимальной и дистальной толщины отложения было подсчитано, что объем выпадений составил от 13,4 до 37,4 км3 эквивалента плотной породы (DRE) магмы, а объем пирокластического потока плотности (PDC) составил около 6,2-7,8 ​​км3 DRE . [6] Эти оценки показывают, что общий объем извержения составил от 40,2 до 97,7 км3 , что соответствует 17,5-42,5 км3 магмы DRE (используя плотность отложения тефры 1000 кг/м3 и плотность магмы 2300 кг/м3 ) . Модели рассеивания тефры недавно использовались с толщинами выпадений тефры из обеих фаз, чтобы ограничить параметры извержения и объемы двух отдельных фаз. [7] От 3 до 16 км 3 (наилучшая оценка 7,2 км 3 ) магмы DRE было рассеяно первой комендитовой фазой и от 4 до 20 км 3 (наилучшая оценка 9,3 км 3 ) во время второй трахитовой фазы извержения. [7] Если объемы PDC рассматривать с этими обновленными объемами выпадений, общие объемы составляют около 23 км 3 магмы DRE — аналогично количеству материала, удаленного из сооружения для образования кальдеры. [7 ] 

Летучие выбросы

Крупные извержения вулканов могут выбрасывать в атмосферу большое количество летучих веществ и аэрозолей , что приводит к вулканической зиме и изменениям окружающей среды. [15]

Количество летучих веществ, высвобождаемых при извержении, таких как фтор , хлор и сера , оценивалось путем взятия количества летучего элемента, растворенного в магме, когда она кристаллизовалась, и вычитания количества, все еще находящегося в магме, когда она извергалась. Тела магмы часто оказываются захваченными в кристаллах во время кристаллизации, образуя расплавные включения, которые анализируются для определения исходной концентрации летучих веществ. Оставшееся количество летучих веществ, растворенных в расплаве, устанавливается путем анализа матричного стекла – магмы, закаленной при извержении. Затем разница в летучем элементе между MI и матричным стеклом умножается на объем расплава, чтобы оценить количество летучих веществ, выбрасываемых в атмосферу. [15]

Содержание фтора, хлора и серы в стеклах MI и матрицы было измерено для комендитовой магмы, извергнутой на первых этапах извержения. [16] [17] [18] [19] Используя эти средние содержания летучих в стекле MI и матрицы в сочетании с объемом комендитовой магмы (3-17 км3 DRE ), выброс летучих составил от 5 до 30 Tg S, 6-32 Tg F и 2-15 Tg Cl. [7] Содержание фтора и хлора в стеклах MI и матрицы охватывает аналогичный диапазон, что позволяет предположить, что расплавы, вероятно, не были насыщены ни одним из элементов, и потеря этих летучих фаз могла быть незначительной. [7] Низкий выход S согласуется с записями ледяных кернов, которые оценили нагрузку S в ~2 Тг на основе записи сульфата неморской соли [20] и ограниченного воздействия климата, зафиксированного в палеоэкологических и палеоклиматических косвенных данных [2]

Климатические эффекты

Считается, что извержение Тысячелетия привело к выбросу огромной массы летучих веществ в стратосферу , что, вероятно, привело к значительному изменению климата во всем мире, хотя более поздние исследования показывают, что извержение Тысячелетия вулкана Пэктусан могло ограничиться региональными климатическими эффектами. [21] [5] [13] [12] Однако в 945–948 гг. н. э. наблюдались некоторые метеорологические аномалии, которые могут быть связаны с извержением Тысячелетия. [22] Считается, что это событие вызвало вулканическую зиму .

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab "Чанбайшань". Глобальная программа вулканизма . Смитсоновский институт .
  2. ^ abc Оппенгеймер, Клайв; Вакер, Лукас; Сюй, Цзяньдун; Гальван, Хуан Диего; Стоффель, Маркус; Гийе, Себастьен; Корона, Кристоф; Сигль, Михаэль; Ди Космо, Никола; Хайдас, Ирка; Пан, Бо; Брейкер, Ремко; Шнайдер, Ли; Эспер, Ян; Фэй, Цзе; Хаммонд, Джеймс ОС; Бюнтген, Ульф (15 февраля 2017 г.). «Многопрокси-датирование «Извержения тысячелетия» Чанбайшаня концом 946 г. н. э.». Quaternary Science Reviews . 158 : 164–171. Bibcode : 2017QSRv..158..164O. doi : 10.1016/j.quascirev.2016.12.024 . hdl : 1887/71591 . ISSN  0277-3791. S2CID  56233614.
  3. ^ Цзинь, Юйтин; Ли, Цзюнься; Чжао, Ин; Сюй, Чэньси; Чэнь, Чжэньцзюй; Ли, Фэн; Чэнь, Цзяян; Чжан, Цзинъюань; Хоу, Сэнь; Синь, Цзян (1 июня 2022 г.). «Камбийские свидетельства «тысячелетнего извержения» вулкана Чанбайшань (ок. 946 г. н. э.) и изменения климата в средние века». Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 595 . Bibcode :2022PPP...59510971J. doi :10.1016/j.palaeo.2022.110971. S2CID  247963699 . Получено 26 апреля 2024 г. .
  4. ^ Вэй, Хайцюань; Ван, Юй; Цзинь, Цзиньюй; Гао, Лин; Юнь, Сун-Хё; Цзинь, Болу (июнь 2007 г.). «Временная шкала и эволюция внутриконтинентального вулканического щита Тяньчи и извержения, образующего игнимбриты, Чанбайшань, Северо-Восточный Китай». Литос . 96 (1–2): 315–324. Bibcode : 2007Litho..96..315W. doi : 10.1016/j.lithos.2006.10.004 . Получено 26 апреля 2024 г.
  5. ^ abc Horn, S (2000). «Выбросы летучих веществ во время извержения вулкана Байтоушань (Китай/Северная Корея) около 969 г. н. э.». Bull Volcanol . 61 (8): 537–555. doi :10.1007/s004450050004. S2CID  129624918.
  6. ^ abc Yang, Qingyuan; Jenkins, Susanna F.; Lerner, Geoffrey A.; Li, Weiran; Suzuki, Takehiko; McLean, Danielle; Derkachev, AN; Utkin, IV; Wei, Haiquan; Xu, Jiandong; Pan, Bo (23 октября 2021 г.). «Извержение вулкана Чанбайшань Тяньчи в эпоху тысячелетия — это VEI 6, а не 7». Bulletin of Volcanology . 83 (11): 74. Bibcode :2021BVol...83...74Y. doi :10.1007/s00445-021-01487-8. hdl : 10356/160061 . ISSN  1432-0819. S2CID  239461051. Получено 26 апреля 2024 г.
  7. ^ abcdefghijk Коста, Антонио; Мингари, Леонардо; Смит, Виктория К.; Маседонио, Джованни; Маклин, Даниэль; Фолч, Арнау; Ли, Чонхён; Юн, Сон-Хё (2 января 2024 г.). «Извержение шлейфов достигало более 30 км в высоту в обеих фазах извержения вулкана Пэкту (Чанбайшань) в эпоху тысячелетия». Communications Earth & Environment . 5 (1): 6. Bibcode :2024ComEE...5....6C. doi : 10.1038/s43247-023-01162-0 . Получено 26 апреля 2024 г.
  8. ^ Pan, Bo; de Silva, Shanaka L.; Xu, Jiandong; Chen, Zhengquan; Miggins, Daniel P.; Wei, Haiquan (1 сентября 2017 г.). «Извержение VEI-7 Millennium, вулкан Чанбайшань-Тяньчи, Китай/КНДР: новые полевые, петрологические и химические ограничения на стратиграфию, вулканологию и динамику магмы». Journal of Volcanology and Geothermal Research . 343 : 45–59. Bibcode :2017JVGR..343...45P. doi :10.1016/j.jvolgeores.2017.05.029 . Получено 26 апреля 2024 г. .
  9. ^ abc Machida, H.; Arai, F. (2003). Атлас тефры в Японии и вокруг нее . Токио: Издательство Токийского университета.
  10. ^ abc Маклин, Даниэль; Альберт, Пол Г.; Накагава, Такеши; Стафф, Ричард А.; Сузуки, Такехико; Смит, Виктория К. (15 октября 2016 г.). «Идентификация отложений извержения Чанбайшань 'Millennium' (B-Tm) в осадочном архиве озера Суйгецу (SG06), Япония: синхронизация палеоклиматических архивов по всему полушарию». Quaternary Science Reviews . 150 : 301–307. Bibcode :2016QSRv..150..301M. doi :10.1016/j.quascirev.2016.08.022 . Получено 26 апреля 2024 г.
  11. ^ abc Chen, Zhengquan; Chen, Zheng (11 марта 2021 г.). «Идентификация ссылок на вулканические извержения в китайских исторических записях». Геологическое общество, Лондон, Специальные публикации . 510 (1): 271–289. Bibcode : 2021GSLSP.510..271C. doi : 10.1144/sp510-2020-86 . Получено 26 апреля 2024 г.
  12. ^ abc Sigl, M.; Winstrup, M.; McConnell, JR; Welten, KC; Plunkett, G.; Ludlow, F.; Büntgen, U.; Caffee, M.; Chellman, N.; Dahl-Jensen, D.; Fischer, H.; Kipfstuhl, S.; Kostick, C.; Maselli, OJ; Mekhaldi, F. (8 июля 2015 г.). «Сроки и климатическое воздействие вулканических извержений за последние 2500 лет». Nature . 523 (7562): 543–549. Bibcode :2015Natur.523..543S. doi :10.1038/nature14565. ISSN  1476-4687. PMID  26153860. S2CID  4462058.
  13. ^ ab Sun, Chunqing; Plunkett, Gill; Liu, Jiaqi; Zhao, Hongli; Sigl, Michael; McConnell, Joseph R.; Pilcher, Jonathan R.; Vinther, Bo; Steffensen, JP; Hall, Valerie (28 января 2014 г.). "Пепел извержения вулкана Чанбайшань Миллениум, зафиксированный во льдах Гренландии: выводы для определения сроков и последствий извержения: SUN ET. AL. ПЕПЕЛ ИЗВЕРЖЕНИЯ МИЛЛЕННИУМ В ГРЕНЛАНДИИ". Geophysical Research Letters . 41 (2): 694–701. doi : 10.1002/2013GL058642 . S2CID  53985654.
  14. ^ Sun, Chunqing; Liu, Jiaqi; You, Haitao; Nemeth, Karoly (1 декабря 2017 г.). «Тефростратиграфия вулкана Чанбайшань, северо-восточный Китай, с середины голоцена». Quaternary Science Reviews . 177 : 104–119. Bibcode : 2017QSRv..177..104S. doi : 10.1016/j.quascirev.2017.10.021 . Получено 26 апреля 2024 г.
  15. ^ ab Self, S. (28 июня 2006 г.). «Эффекты и последствия очень крупных взрывных вулканических извержений». Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences . 364 (1845): 2073–2097. Bibcode : 2006RSPTA.364.2073S. doi : 10.1098/rsta.2006.1814. PMID  16844649. Получено 26 апреля 2024 г.
  16. ^ Го, Чжэнфу; Лю, Цзяци; Суй, Шучжэнь; Лю, Цян; Хэ, Хуайюй; Ни, Юньян (июнь 2002 г.). «Оценка массы выбросов летучих веществ во время извержения вулкана Байтоушань в 1199–1200 гг. н. э. и ее значение». Science in China Series D: Earth Sciences . 45 (6): 530–539. doi :10.1360/02yd9055. S2CID  55255517 . Получено 26 апреля 2024 г. .
  17. ^ Хорн, Сюзанна; Шминке, Ганс-Ульрих (февраль 2000 г.). «Выброс летучих веществ во время извержения вулкана Байтоушань (Китай/Северная Корея) около 969 г. н. э.». Бюллетень вулканологии . 61 (8): 537–555. doi :10.1007/s004450050004. S2CID  129624918. Получено 26 апреля 2024 г.
  18. ^ Яковино, К.; Сиссон , TW; Левенстерн, Дж. Б. (2014). «Доказательства предэруптивной жидкой фазы извержения тысячелетия, вулкан Пэкту, Северная Корея». AGU Fall Meeting Abstracts . 2014. Bibcode : 2014AGUFM.V24D..08I . Получено 26 апреля 2024 г.
  19. ^ Scaillet, Bruno; Oppenheimer, Clive ( октябрь 2023 г.). «Переоценка выбросов серы и галогенов из извержения вулкана Чанбайшань (Пэкту) тысячелетия». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 442. Bibcode : 2023JVGR..44207909S. doi : 10.1016/j.jvolgeores.2023.107909 . Получено 26 апреля 2024 г.
  20. ^ Sigl, Michael; Toohey, Matthew; McConnell, Joseph R.; Cole-Dai, Jihong; Severi, Mirko (12 июля 2022 г.). «Вулканические стратосферные инъекции серы и оптическая глубина аэрозоля в течение голоцена (за последние 11 500 лет) из биполярного массива ледяных кернов». Earth System Science Data . 14 (7): 3167–3196. Bibcode : 2022ESSD...14.3167S. doi : 10.5194/essd-14-3167-2022 . hdl : 2158/1279650 . Получено 26 апреля 2024 г.
  21. ^ Сюй, Цзяньдун; Пань, Бо; Лю, Таньчжуо; Хайдас, Ирка; Чжао, Бо; Юй, Хунмэй; Лю, Руосинь; Чжао, Пин (15 января 2013 г.). «Климатическое воздействие извержения вулкана Чанбайшань в Китае в эпоху тысячелетия: новые данные высокоточного радиоуглеродного датирования методом wiggle-match». Geophysical Research Letters . 40 (1): 54–59. Bibcode : 2013GeoRL..40...54X. doi : 10.1029/2012gl054246. ISSN  0094-8276. S2CID  37314098.
  22. ^ Fei, J (2006). «Возможное климатическое воздействие извержения вулкана Эльдджа в Исландии на Китай, выведенное из исторических источников». Climatic Change . 76 (3–4): 443–457. Bibcode : 2006ClCh...76..443F. doi : 10.1007/s10584-005-9012-3. S2CID  129296868.

41 ° 59'35 "N 128 ° 04'37" E  /  41,9931 ° N 128,0769 ° E  / 41,9931; 128,0769