Гора Такахе — это заснеженный щитовой вулкан высотой 3460 метров (11350 футов) на Земле Мэри Берд , Антарктида , в 200 километрах (120 милях) от моря Амундсена . Это гора шириной около 30 километров (19 миль) с паразитическими жерлами и кальдерой шириной до 8 километров (5 миль). Большая часть вулкана образована потоками трахитовой лавы , но также встречается гиалокластит . Снег, лед и ледники покрывают большую часть горы Такахе. С объемом 780 км 3 (200 кубических миль) это огромный вулкан; части сооружения, которые погребены под Западно-Антарктическим ледяным щитом , вероятно, еще больше. Он является частью Западно-Антарктической рифтовой системы вместе с 18 другими известными вулканами.
Вулкан был активен в четвертичном периоде. [a] Радиометрическое датирование дало возраст до 300 000 лет для его пород, и он достиг своей нынешней высоты около 200 000 лет назад. Несколько слоев тефры , обнаруженных в ледяных кернах на горе Ваше и станции Берд, были приписаны горе Такахе, хотя некоторые из них позже были связаны с извержениями горы Берлин . Слои тефры были образованы эксплозивными или фреатомагматическими извержениями. Крупные извержения произошли около 17 700 лет назад — возможно, образовав озоновую дыру над Антарктидой — и в раннем голоцене . [b] Последнее извержение горы Такахе произошло около 7 600 лет назад, и в настоящее время вулкан не активен.
Название горы происходит от такахе , нелетающей почти вымершей птицы из Новой Зеландии ; члены группы 1957–1958 Marie Byrd Land Traverse прозвали самолет, который пополнил их запасы, «такахе». [5] Впервые ее посетили в 1957–1958 годах, а затем в 1968, [6] 1984–1985 и 1998–1999 годах. [7]
Гора Такахе находится на побережье Бакутиса [ 8], восточнее Земли Мэри Берд , Антарктида . Полуостров Медвежий [9] и побережье моря Амундсена находятся в 200 километрах (120 милях) к северу от горы Такахе. [10] Это изолированная гора [8] , а ближайшие другие вулканы — гора Мерфи в 100 километрах (62 мили) [11] и гора Тони в 140 километрах (87 миль). [12] Вблизи горы не проходят основные воздушные пути или дороги снабжения антарктических станций [13] , а некоторые части конуса доступны только на вертолете [14] .
Вулканическая гора возвышается на 2100 метров (6900 футов) над уровнем льда [15] с максимальной высотой 3460 метров (11350 футов). [16] [17] [1] [c] Это нерасчлененный почти идеальный конус [8] , 30-километровый (19 миль) щитовой вулкан [16] с открытым объемом около 780 кубических километров (190 кубических миль). [21] Подледниковая часть, которая может достигать дна на уровне 1340–2030 метров (4400–6660 футов) ниже уровня моря, [22] может иметь еще больший объем [21] и вытянута в направлении восток-запад. [23] На его вершине лежит плоская, заснеженная кальдера шириной 8 километров (5 миль) [8] с вулканическим ожерельем шириной 10 метров (33 фута) и высотой 15 метров (50 футов) . [24] Внутри кальдеры может выходить лавовый купол . Вокруг вулкана обнаружены радиальные трещины , а также вокруг края кальдеры. [25] На его нижних склонах есть по крайней мере три [26] паразитических жерла с базальтовым составом, [27] с тремя шлаковыми конусами , обнаруженными на западном и южном склонах. [25] Один из этих шлаковых конусов был описан как подавленный жерло шириной 100 метров (330 футов). [24] Скалы Джарон находятся на южном склоне. [25]
Вулкан в значительной степени не подвергся эрозии, в основном скрывая внутреннюю структуру, которая прояснила бы его историю. [28] [29] Только двенадцать выходов на поверхность , [d] общей площадью менее 0,5 квадратных километров (0,19 квадратных миль), выходят из-подо льда. [31] Основываясь на этих выходах, потоки лавы толщиной 2–10 метров (6 футов 7 дюймов – 32 фута 10 дюймов) [14], по-видимому, широко распространены на горе Такахе, в то время как пирокластические породы, такие как отложения стромболианских извержений , лапиллиевые туфы [32] и отложения лахаров , встречаются реже. [25] Наличие пирокластических пород на вершине коррелируется с отложениями тефры в других местах Антарктиды. [33] Кроме того, содержащие обсидиан [34] и недавно извергнувшиеся блоки лавовых бомб и блоков выходят на поверхность по краю кальдеры, [35] на краю Бухера . [36] Сообщалось о туях . [37]
Гора Такахе почти полностью покрыта льдом Западно-Антарктического ледникового щита , [31] который возвышается примерно на 1300 метров (4300 футов) над уровнем моря. [11] Приток ледника Туэйтса проходит рядом. [38] На самом вулкане есть два небольших ледника , на юго-западном и северном склонах. [11] Они разрушают продукты извержения с вершины, [35] и морены были нанесены на карту как на западном склоне, так и в вершинной кальдере. [29] Ледниковая эрозия незначительна, на нижних склонах есть лишь несколько кар . [39] Ледяной покров на горе включает как покрытые снегом, так и покрытые льдом области, [40] с застругами и другими ветровыми шероховатыми поверхностями. [41] Холодная сухая полярная среда замедляет выветривание . [14] Температура воздуха обычно ниже нуля. [41]
Некоторые скальные образования у подножия вулкана были размещены подо льдом или водой [31] и содержат гиалокластитовые и подушечные лавы . Эти образования возвышаются примерно на 350–400 метров (1150–1310 футов) над современным уровнем льда. [15] Некоторые из этих образований, такие как Гилл-Блафф, Молл-Спур и Штауффер-Блафф , являются «гидровулканическими дельтами», сопоставимыми с лавовыми дельтами [42] [11] , которые образовались, когда потоки лавы или паразитические жерла вошли в лед, создав вокруг них озера талой воды. [ 43] Они выходят на поверхность у основания вулкана и хорошо сохранились. [44] Высота льда не была стабильной во время размещения этих дельт, и талая вода стекала, что привело к образованию разнообразных структур внутри гиалокластитовых дельт. [45] Дельты могли образоваться во время высокого стояния льда 66 000 и 22 000–15 000 лет назад. [46]
Западно-Антарктическая рифтовая система представляет собой бассейн и хребтовую провинцию , похожую на Большой Бассейн в Северной Америке ; [47] она пересекает Антарктиду [48] от моря Росса до моря Беллинсгаузена . [49] Рифт стал активным во время мезозоя . [e] Из-за толстого ледяного покрова неясно, активен ли он в настоящее время, [48] и нет сейсмической активности. Большая часть Рифта лежит ниже уровня моря. [50] На юге он окружен Трансантарктическими горами , а на севере — вулканической провинцией Земля Мэри Бэрд . Вулканическая активность на Земле Мэри Бэрд началась около 34 миллионов лет назад, но высокая активность началась 14 миллионов лет назад. [51] Крупный приподнятый купол шириной 1200 на 500 километров (750 миль × 310 миль) сосредоточен на побережье моря Амундсена и связан с Рифтом. [52]
Около 18 центральных вулканов были активны на Земле Мэри Бэрд с миоцена [f] до голоцена . [15] Среди вулканических областей на Земле Мэри Бэрд находятся хребет Флуд с горой Берлин , хребет Эймса , хребет Исполнительного комитета с горой Сидли и горой Ваше , горы Крэри , гора Тони , гора Такахе и гора Мерфи . [53] Эти вулканы в основном встречаются группами или цепями, [51] но есть и изолированные сооружения. [47] Гора Такахе расположена в восточной вулканической провинции Земли Мэри Бэрд [7] и с предполагаемым объемом 5520 кубических километров (1320 кубических миль) [г] [55] может быть крупнейшим из вулканов Земли Мэри Бэрд, сопоставимым с горой Килиманджаро в Африке. [56]
Большинство из этих вулканов большие, увенчанные вершинной кальдерой и, по-видимому, изначально были быстрорастущими щитовыми вулканами. Позже образовались кальдеры. В конце концов, в конце истории вулканов паразитические жерла стали активными. [15] Все вулканы увенчаны породами, состоящими из трахита , фонолита , пантеллерита или комендита . [57] Их активность приписывается либо реактивации структур земной коры , либо присутствию мантийного плюма . [48] Вулканы поднимаются из палеозойского фундамента . [51]
Гора Такахе может иметь большой магматический очаг [58] , а также была обнаружена аномалия теплового потока . [59] С горой также связана магнитная аномалия. [ 60 ]
Трахит является наиболее распространенной породой на горе Такахе, фонолит встречается реже. Базанит , гавайит и муджиерит встречаются редко, [29] но сообщалось о появлении бенмореита [17] и пантеллерита, [22] а некоторые породы были классифицированы как андезиты . [61] Гавайит встречается исключительно в старых обнажениях, базанит только в паразитических жерлах [25] и муджиерит только в нижнем секторе вулкана. [62] Несмотря на это, большая часть вулкана, как полагают, состоит из основных пород с лишь около 10–15% кислых пород, [63] поскольку верхняя видимая часть вулкана может покоиться на гораздо большем погребенном основании. Паразитические жерла, вероятно, составляют менее 1% постройки. [10] Взаимодействие льда и лавы привело к образованию гиалокластита, палагонита и сидеромелана . [11] За последние 40 000 лет не произошло никаких серьезных изменений в химии магмы [64], но некоторые изменения были зафиксированы. [65]
Все эти породы, по-видимому, имеют общее происхождение и определяют щелочной [29] -щелочной набор. [66] Фенокристаллы включают в основном плагиоклаз , с менее распространенными оливином и титаномагнетитом ; [67] также сообщалось об апатите . [61] Магмы, по-видимому, образовались путем фракционной кристаллизации при различных давлениях, [68] и в конечном итоге вышли из литосферы на глубине 80–90 километров (50–56 миль), [69] которая была затронута процессами субдукции [70] более 85 миллионов лет назад. [6]
Вулкан был активен в конце четвертичном периоде . [5] Радиометрические результаты , представленные в 1988 году, включают возраст менее 360 000 лет для пород на краю кальдеры и менее 240 000 лет для вулканических пород на флангах. [71] В своей книге 1990 года « Вулканы Антарктической плиты и южных океанов» Лемазюрье дал 310 000 ± 90 000 лет назад как самую старую дату для протестированных образцов, ссылаясь на неопубликованные даты K-Ar , [5] но в обзоре датировок горы Такахе 2016 года Лемазюрье сообщил, что ни одна из них не была старше 192 000 лет. [72] В статье 2013 года, также написанной Лемазюрье, сообщалось о максимальном возрасте 192 000 лет для пород края кальдеры и 66 000 лет для пород нижнего фланга. [22] Весь вулкан мог образоваться менее чем за 400 000 лет [73] или даже менее чем за 200 000 лет, что подразумевает быстрый рост сооружения. [22] В кальдере на вершине обнаружены породы возрастом 192 000±6 300 лет, что означает, что к тому времени вулкан достиг своей современной высоты. [74]
Ранние исследования показали, что большая часть горы Такахе образовалась подо льдом, но более подробные полевые исследования пришли к выводу, что большая часть вулкана образовалась над поверхностью льда. [31] Поверхность льда колебалась в течение жизни горы Такахе с увеличением толщины во время морских изотопных стадий 4 и 2, [75] объясняя, почему блоки, изначально размещенные подо льдом или водой, теперь лежат над поверхностью льда [35] и чередуются с отложениями лавовых потоков. [8] Эти возвышенные отложения были размещены около 29 000–12 000 лет назад [76], в то время как отложения, похожие на дельту лавы, имеют возраст от 70 000 до 15 000 лет. [77] После того, как гора Такахе выросла изо льда, она увеличилась в размерах за счет выбросов потоков лавы с периодическими пирокластическими извержениями. [78] Выступы в районе вершины указывают на то, что большинство извержений были магматическими, но произошла и некоторая гидромагматическая активность. [35] Шлаковые конусы и туфовые конусы образовались на поздней стадии активности. [1]
Слои тефры в ледяных кернах , пробуренных на станции Берд, были отнесены к горе Такахе. [79] Вулкан достигает достаточно большой высоты, чтобы извергаемая им тефра могла легко проникать в тропопаузу и распространяться по Антарктиде через стратосферу . [80] Было высказано предположение, что возникновение нескольких вулканических извержений в регионе около 30 000 лет назад вызвало похолодание климата Антарктиды, [81] но также возможно, что рост ледяных щитов в то время сжал магматические очаги на горе Такахе и, таким образом, вызвал увеличение эруптивной активности. [82]
Предполагая, что большинство слоев тефры в Берде происходят из горы Такахе, был сделан вывод, что вулкан был очень активен между 60 000 и 7 500 лет назад, с девятью периодами извержений и двумя импульсами между 60 000 и 57 000 и 40 000–14 000 лет назад. В последней части последнего периода гидровулканические извержения стали доминировать на горе Такахе, с максимумом примерно в то время, когда закончилось оледенение Висконсина . [78] Возможно, что между 18 000 и 15 000 лет назад либо образовалось кратерное озеро в кальдере, либо жерла были погребены снегом и льдом. Сама кальдера могла образоваться между 20 000 и 15 000 лет назад, вероятно, не в результате крупного эксплозивного извержения . [64]
Нельзя полностью исключить, что тефра станции Берд происходит из других вулканов Земли Мэри Берд [83], таких как гора Берлин. В частности, слои тефры возрастом от 30 000 до 20 000 лет назад были приписаны последнему вулкану. [84] [85]
Слои тефры с горы Такахе также были обнаружены в Куполе C , [86] Куполе F , [87] самой горе Такахе, [88] горе Ваеше, [89] Куполе Сипл [90] [h] и в других местах Антарктиды. [89] Помимо ледяных кернов, тефра, приписываемая горе Такахе, была обнаружена в осадочных кернах , взятых из моря. [91] Вулканические извержения на горе Такахе не имеют отложений пирокластических потоков, наблюдаемых при других крупных эксплозивных извержениях. [14] Толщина тефры ледяного керна Берда, приписываемого горе Такахе, позволяет предположить, что извержения были небольшими, [83] но более поздние исследования показали, что также происходили крупные плинианские извержения . [92]
Серия извержений продолжительностью около 200 лет произошла на горе Такахе 17 700 лет назад. [93] Эти извержения были зарегистрированы по ледяным кернам в водоразделе WAIS [93] и на леднике Тейлор в сухих долинах Мак-Мердо , где они ограничивают оценки скорости дегляциации . [ 94] Эти извержения высвободили большое количество галогенов в стратосферу, [93] что вместе с холодными и сухими климатическими условиями последнего ледникового максимума , предположительно, привело бы к массовому разрушению озона и образованию озоновой дыры . [95] Данные по изотопам брома и серы указывают на то, что количество УФ-излучения в атмосфере действительно увеличилось в то время в Антарктиде. [95] Как и в случае с современной озоновой дырой, озоновая дыра, созданная извержениями Такахе, могла изменить климат Антарктиды и ускорить таяние ледников, которое в то время ускорялось, [96] но более поздние исследования определили, что потепление, скорее всего, не было вызвано вулканической деятельностью. [97]
После этого активность пошла на убыль, зафиксировано два гидромагматических извержения 13 000 и 9 000 лет назад и магматическое извержение 7 500 лет назад. [64] Последнее извержение также известно из ледяного керна Берда [98] и может соответствовать извержению 8 200 ± 5 400 лет назад [85], зафиксированному на горе Ваеше [99] и в постройке Такахе [74] , а также двум слоям тефры 6217 и 6231 гг. до н. э. в Сайпл-Доуме. [100] Тефра от извержения за 8 200 лет до настоящего времени была зафиксирована в Сайпл-Доуме и горе Ваеше. [101] Извержение за 7 900 лет до настоящего времени на горе Такахе является одним из самых сильных извержений в Сайпл-Доуме и на станции Берд за последние 10 000 лет. [102] Другое извержение, о котором сообщает Глобальная программа изучения вулканизма, могло произойти в 7050 году до нашей эры. [103] В Сайпл-Доум зафиксировано еще одно извержение между 10 700 и 5600 годами назад [104] , а один слой тефры около 1783 года до нашей эры (сопровождающийся повышенной концентрацией сульфата во льду) также может быть с горы Такахе. [105] Осколки стекла в Лоу-Доум , заложенные в 1552 и 1623 годах нашей эры , также могут быть с этого вулкана. [106]
Глобальная программа вулканизма сообщает, что 5550 г. до н. э. было последним известным извержением, [1] и в настоящее время вулкан считается спящим . [107] Нет никаких свидетельств фумарольной активности или теплой почвы, [108] [5] в отличие от горы Берлин, которая является другим молодым вулканом Земли Мэри Берд. [109] Сейсмическая активность, зарегистрированная на глубине 9–19 километров (5,6–11,8 миль) вокруг вулкана, может быть связана с его активностью. [110] Гора Такахе была разведана на предмет возможности получения геотермальной энергии . [58]
Названные особенности горы, по часовой стрелке с севера, включают ледник Клаузен, скалу Кнежевича, утес Штауфера, утес Эшгера, гребень Бухера, скалы Джарона, отрог Молля, ледник Штойри, скалу Каденацци, мыс Ропера и утес Гилла. [111]