stringtranslate.com

Вулканическое поле Эспенберг

Эспенберг — вулканическое поле на Аляске , содержащее крупнейшие маары на Земле . Оно было активным в плейстоцене до 17 500 лет до н. э. , когда крупное извержение образовало 8 на 6 километров (5,0 миль × 3,7 мили) шириной маар Дьявольской горы и отложило тефру на площади более 2500 квадратных километров (970 квадратных миль), похоронив растительность и образовав крупнейший маар на Земле. Другие маары в поле — Северный и Южный Киллик Маар и Уайтфиш Маар, а Дьявольская гора — щитовой вулкан .

Большой размер этих мааров объясняется взаимодействием вечной мерзлоты и восходящей магмы , что способствовало интенсивным взрывным извержениям . Почвы, погребенные под тефрой Маара Дьявольской горы, использовались для реконструкции регионального климата во время последнего ледникового максимума . Маары являются частью Национального заповедника Берингов мост .

Топонимы

«Killeak» означает «Восток» на языке инупиак . [2] Devil Mountain Maar также известен как «Qitiqliik» или «Kitakhleek» («Двойные озера»), а Whitefish Maar — как «Narvaaruaq» или «Navaruk» («Большое озеро»). [3] [2] Это вулканическое поле также известно как вулканическое поле Cape Espenberg-Devil Mountain. [4]

География и геоморфология

Вулканы Эспенберг расположены на севере полуострова Сьюард на Аляске . Это самые северные вулканы Северной Америки с позднеплейстоценовой активностью, лежащие к югу от Полярного круга . Другие вулканы полуострова Сьюард находятся в озере Имурук . [5] В этом районе нет дорог [6], но до мааров можно легко добраться с моря, следуя по ручьям [7] или на чартерном самолете . [6]

Эспенберг расположен на полуострове между Чукотским морем на севере и западе и заливом Гудхоуп на востоке. С востока на запад лежат Северный и Южный Киллик Маар, Дьявольская гора Маар и Уайтфиш Маар; кроме того, есть шлаковые конусы , потоки лавы [8] и пять небольших щитовидных вулканов [4], таких как Дьявольская гора. [9] Дьявольская гора, по-видимому, увенчана рядом шлаковых конусов с соответствующими потоками лавы. [10] Вулканологически поле расположено в задуговой области. [11] Вулканические породы поля имеют базальтовый состав. [12]

Дьявольская гора Маар

Ширина Devil Mountain Maar составляет 8 на 6 километров (5,0 миль × 3,7 мили), а глубина — 200 метров (660 футов), в то время как North Killeak Maar, South Killeak Maar и Whitefish Maar имеют ширину 4 километра (2,5 мили), 5 километров (3,1 мили) и 4,3 километра (2,7 мили) [8] , а глубина Killeak Maar достигает более 60 метров (200 футов); Whitefish Maar намного мельче [13] с глубиной 6 метров (20 футов). [14] Такие размеры делают маары Espenberg крупнейшими из известных на Земле [9] , а маары Espenberg по размеру сопоставимы с кальдерами ; [15] другие маары в более низких широтах намного меньше. [13] Маары в основном круглые, за исключением Маара Дьявольской горы, который частично разделен небольшой песчаной косой на северный Маар Дьявольской горы шириной 5,1 км (3,2 мили) и Южный Маар Дьявольской горы шириной 3,4 км (2,1 мили); [5] раньше они считались двумя отдельными маарами. [16]

Водная поверхность мааров находится на глубине 60–80 метров (200–260 футов) ниже их края. [17] Восемь кратерообразных впадин шириной 0,1–1 километр (0,062–0,621 мили) и глубиной 50–100 метров (160–330 футов) лежат под водой в Дьявольской горе Маар, и похожие, но частично заполненные впадины также обнаружены в Киллик Маар. [13] Слоистые вулканические отложения выходят на поверхность в скалах высотой 10–40 метров (33–131 фут) вокруг Дьявольской горы Маар [18] и в оврагах вокруг других мааров. [8]

Маары залегают в лавах и отложениях плейстоценового возраста толщиной более 300 метров (980 футов). [5] Реки Сингекпук, Калик, Китлук, Эспенберг и ручей Конгачук протекают через вулканическое поле; [8] река Китлук выводит воду из Маара Дьявольской горы. [19] Помимо вулканических образований, ландшафт усеивают плато, термокарстовые озера , сухие озера и холмы едома . [20]

Климат, биота и использование человеком

В Коцебу , в 60 километрах (37 миль) к северо-востоку от вулканического поля, годовые температуры колеблются от 11,9 °C (53,4 °F) в июле до −20,2 °C (−4,4 °F) в январе. Годовое количество осадков там составляет около 230 миллиметров в год (9,1 дюйма/год), в основном выпадая летом. [21] Растительность относится к экорегиону Беринговой тундры [22] и неравномерна по всей территории. [20] На уступах маара растут зеленые ольховые заросли и ивы ; [23] на озере Темпест к северу от Дьявольской горы Маар растительность характеризуется тундрой с разнотравьем , мхами , осоками и кустарниками и довольно густая. [24] Раньше в этом районе часто встречались карибу , а в маарах водится много рыбы. [7]

Коренные американцы использовали маары как источник рыбы и как охотничьи угодья, а на их берегах были обнаружены следы человеческой деятельности. Дьявольская гора использовалась как наблюдательный пункт, навигационный ориентир и как источник камней для грузил и грузов. [3] В недавнее время были получены керны осадочных пород из Северного Киллеак Маара [25] и Уайтфиш Маара; [2] первый был использован для реконструкции прошлого климата региона во время голоцена , включая возникновение холодных периодов. [25] Вулканы Эспенберг являются частью Национального заповедника Берингов мост . [26]

История извержений

Немааровые жерла в Эспенберге, по-видимому, имеют возраст более 500 000 лет, учитывая, что они покрыты растительностью и лавами, разрушенными морозом, [27] и, вероятно, старше мааров. [28] Первоначально считалось, что маары Эспенберга имеют голоценовый возраст, но исследования показали, что последние извержения произошли в плейстоцене. [1] Для определения возраста мааров Эспенберга использовались различные методы датирования: [5]

Северный и Южный Киллик Маар

Все маары образовались в ходе одной сложной последовательности извержений [8] , которая в случае с Мааром Дьявольской горы, вероятно, длилась всего несколько недель или месяцев. [31] Во время извержения произошло множество отдельных взрывов и всплесков, которые привели к образованию базисных всплесков и стромболианских отложений, [32] в то время как замороженные блоки осадков были выброшены из жерл. [15] Маар Дьявольской горы, по-видимому, образовался в результате слияния нескольких жерл в ходе извержения. [33] Отдельные взрывные события образовали углубления на дне мааров. [13]

Devil Mountain Maar отложил тефру , называемую тефрой озера Devil Mountain [20], на площади 2500 квадратных километров (970 квадратных миль). [4] Она достигла толщины более 1 метра (3 фута 3 дюйма) на площади 1200 квадратных километров (460 квадратных миль), погребая почву и растительность [21] и падая в озера. [34] Почва, обнаруженная под тефрой Devil Mountain Maar, известна как палеопочва Китлука. [22] Остатки растений, обнаруженные погребенными под тефрой, хорошо сохранились [35] и использовались для определения климатических и биотических условий во время последнего ледникового максимума в регионе; [36] растительность в то время, по-видимому, отличалась от современной [37] , и не было широко распространенного ледяного покрова. [38] Тефра используется в качестве тефростратиграфического маркера для позднего плейстоцена. [34] Извержение вулкана Киллик Маарс также привело к образованию отложений тефры, которые также встречаются в озерах и имеют состав, аналогичный тефре вулкана Дьявольская гора Маарс. [39] Их отложение нарушило местные водно-болотные угодья и изменило топографию. [40]

Механизм образования

Маары являются вторым по распространенности типом вулканов после шлаковых конусов. Они образуются, когда магма взрывообразно взаимодействует с окружающими породами, вырывая широкие, но неглубокие кратеры на поверхности. Маары Эспенберга являются первыми известными маарами, образовавшимися в вечной мерзлоте ; [5] другие крупные маары в вечной мерзлоте были обнаружены в вулканическом поле Пали-Айке в Аргентине . [41] Взаимодействие между магмой и льдом отличается от взаимодействия между лавой и льдом, поскольку лед проводит тепло очень медленно, и большое количество энергии потребляется во время его сублимации; таким образом, его таяние и взрывное испарение происходят очень медленно. [42]

Маары лежат в вечной мерзлоте толщиной около 100 метров (330 футов), [5] которая, вероятно, была толще в плейстоцене, когда образовались маары. [42] Обильный лед мог производить ограниченное количество воды из-за термодинамических ограничений таяния льда, вызванного магмой, создавая идеальную среду для высоко взрывных извержений , которые могли быть дополнительно усилены высвобождением метана во время таяния вечной мерзлоты. Оползни на краях вулканических жерл расширили формирующиеся кратеры и поставляли дополнительный лед для процессов испарения, [32] в конечном итоге приведя к большому размеру мааров Эспенберг. [43] Извержения, которые сформировали маары Эспенберг, произошли во время полностью ледникового климата, в то время как межледниковые (включая голоцен) извержения на полуострове Сьюард дали потоки лавы; это означает, что ледниковый климат повлиял на типы извержений, которые имели место. [29]

Маары Эспенберга использовались в качестве аналогов некоторых кратеров на планете Марс . [44]

Ссылки

  1. ^ abcde "Эспенберг". Глобальная программа вулканизма . Смитсоновский институт .
  2. ^ abc Шааф 1988, стр. 268.
  3. ^ аб Шааф 1988, стр. 40–41.
  4. ^ abc Кузьмина и др. 2008, стр. 245.
  5. ^ abcdefghij Бегет, Хопкинс и Чаррон 1996, стр. 62.
  6. ^ ab Wood, Charles Arthur; Kienle, Juergen (1992). Вулканы Северной Америки: Соединенные Штаты и Канада (1-е изд.). Кембридж, Англия : Cambridge University Press. стр. 106. ISBN 0-521-43811-X. OCLC  27910629.
  7. ^ abcd Шааф 1988, стр. 39.
  8. ^ abcdef Бегет, Хопкинс и Чаррон 1996, стр. 63.
  9. ^ ab "Espenberg". Глобальная программа вулканизма . Смитсоновский институт ., Синонимы и Подфункции
  10. ^ Шааф 1988, стр. 275.
  11. ^ Грэттингер 2018, стр. 10.
  12. ^ Шааф 1988, стр. 14.
  13. ^ abcde Begét, Hopkins & Charron 1996, стр. 64.
  14. ^ Ван, Карен Дж.; О'Доннелл, Джонатан А.; Лонго, Уильям М.; Амарал-Цеттлер, Линда; Ли, Гаоюань; Яо, Юань; Хуан, Йонгсонг (1 декабря 2019 г.). «Алкеноны группы I и Isochrysidales в крупнейших в мире мааровых озерах и их потенциальное применение в палеоклимате». Органическая геохимия . 138 : 2. doi : 10.1016/j.orggeochem.2019.103924 . ISSN  0146-6380. S2CID  202877143.
  15. ^ ab Begét, Hopkins & Charron 1996, стр. 67.
  16. ^ Шааф 1988, стр. 278.
  17. ^ Шааф 1988, стр. 277.
  18. ↑ Бегет, Хопкинс и Чаррон 1996, стр. 62–63.
  19. ^ Шааф 1988, стр. 135.
  20. ^ abc Goetcheus & Birks 2001, стр. 136.
  21. ^ ab Goetcheus & Birks 2001, стр. 137.
  22. ^ аб Ленц и др. 2016б, с. 585.
  23. ^ Шааф 1988, стр. 10.
  24. ^ Кузьмина и др. 2008, с. 246.
  25. ^ ab Calkin, Parker E.; Kaufman, Darrell S.; Przybyl, Bruce J.; Whitford, W. Brett; Peck, Brian J. (1 мая 1998 г.). "Ледниковые режимы, перигляциальные формы рельефа и изменение климата в голоцене в горах Киглуаик, полуостров Сьюард, Аляска, США" Arctic and Alpine Research . 30 (2): 162. doi : 10.1080/00040851.1998.12002887 . ISSN  0004-0851.
  26. ^ Шааф 1988, стр. 263.
  27. ^ Шааф 1988, стр. 275–276.
  28. ^ Ленц и др. 2016, стр. 58.
  29. ^ ab Beget, J.; Layer, P.; Keskinen, M. (2003). Взаимодействие вулканизма, вечной мерзлоты, циклов Миланковича и изменения климата на полуострове Сьюард . Geol. Soc. Am. Abstr. Programs. Vol. 35. p. 546.
  30. ^ Ленц и др. 2016b, стр. 597.
  31. ^ Кузьмина и др. 2008, с. 247.
  32. ^ ab Begét, Hopkins & Charron 1996, стр. 66.
  33. ^ Каррутерс, Маргарет В.; Макгилл, Джордж Э. (25 декабря 1998 г.). «Доказательства магматической активности и их значение для происхождения изрезанного канала на юге озера Исмений, Марс». Журнал геофизических исследований: Планеты . 103 (E13): 31441. Bibcode : 1998JGR...10331433C. doi : 10.1029/98JE02494 .
  34. ^ ab Wetterich, Sebastian; Grosse, Guido; Schirrmeister, Lutz; Andreev, Andrei A.; Bobrov, Anatoly A.; Kienast, Frank; Bigelow, Nancy H.; Edwards, Mary E. (16 апреля 2012 г.). "Позднечетвертичная динамика окружающей среды и ландшафта, выявленная последовательностью пинго на севере полуострова Сьюард, Аляска". Quaternary Science Reviews . 39 : 28. Bibcode : 2012QSRv...39...26W. doi : 10.1016/j.quascirev.2012.01.027. hdl : 10013/epic.39954.d001 . ISSN  0277-3791.
  35. ^ Хёфле, Клаудия; Пинг, Чиен-Лу (1 июня 1996 г.). "Свойства и развитие почв позднеплейстоценовых палеопочв полуострова Сьюард, северо-запад Аляски". Geoderma . 71 (3): 220. Bibcode :1996Geode..71..219H. doi :10.1016/0016-7061(96)00007-9. ISSN  0016-7061.
  36. ^ Goetcheus & Birks 2001, стр. 142.
  37. ^ Goetcheus & Birks 2001, стр. 144.
  38. ^ Brigham-Grette, Julie; Gualtieri, Lyn (2004). "Ответ на Grosswald и Hughes (2004), Brigham-Grette и др. (2003). "Хронология хлора-36 и 14C подтверждает ограниченный последний ледниковый максимум в центральной Чукотке, северо-восточной Сибири и отсутствие Берингийского ледникового щита", и Gualtieri и др. (2003), "Плейстоценовые поднятые морские отложения на острове Врангеля, северо-восточная Сибирь: последствия для истории арктического ледникового щита"". Quaternary Research . 62 (2): 228. Bibcode : 2004QuRes..62..227B. doi : 10.1016/j.yqres.2004.05.002. ISSN  0033-5894.
  39. ^ Ленц и др. 2016b, стр. 594.
  40. ^ Ленц и др. 2016, стр. 68.
  41. ^ Грэттингер 2018, стр. 9.
  42. ^ ab Begét, Hopkins & Charron 1996, стр. 65.
  43. ^ Бегет, Хопкинс и Чаррон 1996, стр. 68.
  44. ^ Уильямс, Жан-Пьер; Соаре, Ричард Дж.; Дом, Джеймс М. (1 января 2018 г.), Соаре, Ричард Дж.; Конвей, Сьюзан Дж.; Клиффорд, Стивен М. (ред.), «Глава 9 — Вулканическое разрушение недавнего ледяного рельефа в бассейне Аргир, Марс», Dynamic Mars , Elsevier, стр. 287, ISBN 978-0-12-813018-6, получено 24 января 2020 г.

Источники

Внешние ссылки