Тефра
Тефра представляет собой фрагментарный материал, образовавшийся в результате извержения вулкана, независимо от состава, размера фрагментов или механизма размещения. [ 1 ]
Вулканологи также называют летающие по воздуху фрагменты пирокластами . После того, как обломки упали на землю, они остаются в виде тефры, если только они не достаточно горячие, чтобы слиться с пирокластической породой или туфом . Когда вулкан взрывается, он выбрасывает различные виды тефры, включая пепел, шлаки и глыбы. Эти слои оседают на земле, и со временем происходит осаждение , в результате чего эти слои тефры включаются в геологическую летопись.
Тефрохронология — это геохронологический метод, который использует отдельные слои тефры — вулканического пепла от одного извержения — для создания хронологической структуры, в которой палеоэкологические или археологические можно разместить записи. Часто при извержении вулкана биологические организмы погибают, а их останки погребаются в слое тефры. Эти окаменелости позже датируются учеными, чтобы определить возраст окаменелости и ее место в геологической летописи.
Обзор
[ редактировать ]
Тефра — это пирокластический материал любого размера и состава, образовавшийся в результате взрывного извержения вулкана, и существуют точные геологические определения. [ 2 ] Он состоит из различных материалов, обычно стеклообразных частиц, образующихся в результате охлаждения капель магмы , которые могут быть пузырьковыми, твердыми или чешуйчатыми, а также различных пропорций кристаллических и минеральных компонентов, происходящих из горы и стенок жерла. . Когда частицы падают на землю, они в определенной степени сортируются ветром и силами гравитации и образуют слои рыхлого материала. Частицы далее перемещаются по поверхности земли или по подводному потоку воды. [ 3 ]
Распространение тефры после извержения обычно включает в себя самые большие валуны, падающие на землю быстрее всего и, следовательно, ближе всего к жерлу, в то время как более мелкие фрагменты распространяются дальше - пепел часто может перемещаться на тысячи миль, даже вокруг Земли, поскольку он может оставаться в стратосфере в течение длительного времени. дней или недель после извержения. Когда в атмосфере накапливается большое количество тефры в результате массивных извержений вулканов (или в результате множества более мелких извержений, происходящих одновременно), они могут отражать свет и тепло Солнца обратно через атмосферу, в некоторых случаях вызывая падение температуры, что приводит к временная « вулканическая зима ». Последствия кислотных дождей и снега, осадков, вызванных выбросами тефры в атмосферу, можно наблюдать в течение многих лет после прекращения извержений. Извержения тефры могут повлиять на экосистемы на миллионах квадратных километров или даже на целых континентах, в зависимости от размера извержения. [ 4 ]
Классификация
[ редактировать ]
Фрагменты тефры классифицируются по размерам:
- Зола – частицы диаметром менее 2 мм (0,08 дюйма).
- Лапилли или вулканический пепел - от 2 до 64 мм (от 0,08 до 2,5 дюйма) в диаметре.
- Вулканические бомбы или вулканические блоки – диаметром более 64 мм (2,5 дюйма).
Использование слоев тефры, имеющих свой уникальный химический состав и характер, в качестве горизонтов временных маркеров на археологических и геологических объектах, известно как тефрохронология . [ 3 ]
Этимология
[ редактировать ]Слова «тефра» и «пирокласт» происходят от греческого : слово τέφρα ( тефра ) означает «пепел», [ 5 ] а пирокласт происходит от греческого πῦρ ( пир ), что означает «огонь». [ 6 ] и κλαστός ( klastós ), что означает «разбитый на куски». [ 7 ] Слово τέφραv (означает «пепел») используется в широком контексте в рассказе Аристотеля об извержении вулкана Вулкано (Иера) в «Метеорологии» . [ 8 ]
Воздействие на окружающую среду
[ редактировать ]Выброс тефры в тропосферу оказывает воздействие на окружающую среду физическое и химическое . Физически вулканические глыбы наносят ущерб местной флоре и населенным пунктам. Пепел повреждает системы связи и электроснабжения, покрывает леса и растения, снижая фотосинтез , и загрязняет грунтовые воды . [ 9 ] Тефра изменяет подземное и надземное движение воздуха и воды. С химической точки зрения выброс тефры может повлиять на круговорот воды . Частицы тефры могут вызывать кристаллов льда рост в облаках, что увеличивает количество осадков . В близлежащих водоразделах и океане может наблюдаться повышенный минералов уровень , особенно железа , что может вызвать взрывной рост популяции планктонных сообществ. [ 4 ] Это, в свою очередь, может привести к эвтрофикации .
Дисциплины и летопись окаменелостей
[ редактировать ]Помимо тефрохронологии, тефра используется в различных научных дисциплинах, включая геологию , палеоэкологию , антропологию и палеонтологию , для датировки окаменелостей, определения дат в летописи окаменелостей и изучения доисторических культур и экосистем. Например, карбонатитовая тефра, обнаруженная в Олдоиньо Ленгаи (вулкан в Восточно-Африканской рифтовой долине), похоронила и сохранила окаменелые следы людей недалеко от места извержения. [ 10 ] При определенных условиях вулканические глыбы могут сохраняться миллиарды лет. [ нужна ссылка ] и может перемещаться на расстояние до 400 км от места извержения. [ нужна ссылка ] Извержения вулканов по всему миру предоставили ценную научную информацию о местных экосистемах и древних культурах. [ нужна ссылка ]
Вулканы
[ редактировать ]Африка
[ редактировать ]Вулкан Вау-ан-Намус окружен покровом темной тефры, которая заметно контрастирует по цвету с окружающей пустыней Сахара .
Вулканы Африки оказали влияние на летопись окаменелостей. является частью Африки и Географически Эль Йерро представляет собой щитовой вулкан, самый молодой и самый маленький из Канарских островов . Последнее извержение Эль-Йерро произошло под водой в 2011 году и вызвало землетрясения и оползни на Канарских островах. Вместо пепла после каждого извержения выбрасывались плавающие камни — рестинголиты. [ 11 ] После извержения 2011 года в рестинголитах были обнаружены окаменелости одноклеточных морских организмов, подтверждающие теорию происхождения, согласно которой рост Канарских островов происходит в результате единственной плавучей струи магмы из ядра Земли, а не из трещин на дне океана. Это отражается в уменьшении возраста островов с востока на запад от Фуэртевентуры до Эль Йерро. [ 12 ]
В Эфиопии, расположенной в Восточной Африке, около 60 вулканов. В Южной Эфиопии скальная формация Омо Кибиш состоит из слоев тефры и отложений. Внутри этих слоев было обнаружено несколько окаменелостей. В 1967 году две окаменелости Homo sapiens были обнаружены в формации Омо Кибиш Ричардом Лики палеоантропологом . После радиоуглеродного датирования им определили возраст 195 тысяч лет. [ 13 ] Среди других млекопитающих, обнаруженных в формации, - Hylochoerus meinertzhageni (лесной боров) и Cephalophus (антилопа). [ 14 ]
Азия
[ редактировать ]В Азии несколько извержений вулканов до сих пор влияют на местную культуру. В Северной Корее стратовулкан Пэкту , впервые извергшийся в 946 году нашей эры, является религиозным местом для местных жителей. Последний раз оно извергалось в 1903 году. В 2017 году были обнаружены новые ископаемые свидетельства, которые определили дату первого извержения горы Пэкту, которое до сих пор оставалось загадкой. Группа ученых под руководством доктора Клайва Оппенгеймера, британского вулканолога , обнаружила ствол лиственницы, встроенный в гору Пэкту. После радиоуглеродного датирования возраст лиственницы был определен 264 года, что совпадает с извержением 946 года нашей эры. Годичные кольца деревьев изучаются, и сделано много новых открытий о Северной Корее . за это время [ 15 ]
На северо-востоке Китая крупное извержение вулкана в раннем меловом периоде привело к окаменению целой экосистемы, известной как Биота Джехоль , когда мощные пирокластические потоки затопили этот район. Отложения включают множество прекрасно сохранившихся окаменелостей динозавров , птиц , млекопитающих , рептилий , рыб , лягушек , растений и насекомых . [ 16 ]
Европа
[ редактировать ]Вулканы Европы предоставляют уникальную информацию об истории Италии . Одним из примеров является гора Везувий , стратовулкан, расположенный на юге Италии. [ 17 ] последний раз извергался в марте 1944 года. Ранее, в 79 году нашей эры, в результате извержения, продолжавшегося от 12 до 18 часов, Везувий покрыл город Помпеи расплавленной лавой, пеплом, пемзой, вулканическими глыбами и токсичными газами. Большая часть города сохранилась, а органические материалы окаменели в вулканическом пепле, что дало ценную информацию о римской культуре. [ 18 ] Кроме того, в Италии Стромболи стратовулкан последний раз извергался в июле 2019 года.
Северная Америка
[ редактировать ]
было изучено несколько извержений вулканов В Северной Америке . 18 мая 1980 года горы Сент-Хеленс произошло извержение стратовулкана в штате Вашингтон , в результате чего пятьсот миллионов тонн пепла тефры распространились по Вашингтону, Орегону, Монтане и Айдахо, вызвав землетрясения , оползни и мегацунами , которые серьезно изменили топографию близлежащих территорий. [ 19 ] В Йеллоустонском национальном парке из-за наводнения, вызванного извержением, деревья рухнули и были смыты в дно озера, где они окаменели. Близлежащие леса были затоплены, в результате чего была удалена кора, листья и ветки деревьев. [ 20 ] В 2006 году вулкан Августин на Аляске извергся, вызвав землетрясения, лавины и выброс тефрового пепла примерно на двести девяносто километров. Этому купольному вулкану более сорока тысяч лет, и с 1800 года он извергался 11 раз. [ 21 ]
Южная Америка
[ редактировать ]
В Южной Америке есть несколько исторических действующих вулканов. На юге Чили в 2011 году произошло извержение вулкана Чайтен , увеличившее высоту своего края на 160 метров. Доисторическое оружие и инструменты, сделанные из блоков обсидиана и тефры, были датированы 5610 годами назад и были обнаружены в 400 км от нас. [ 22 ] Из-за расположения зоны субдукции находится двадцать один действующий вулкан плиты Наска в восточной части Тихого океана на юге Перу . [ 23 ] В 2006 году окаменелости, найденные под слоем вулканического пепла в Перу, были раскопаны группой палеонтологов под руководством Марка Д. Уэна, профессора Университета Джорджа Мейсона. Окаменелости были идентифицированы как три различных типа археоцетов, доисторических китов, и их возраст превышает 36,61 миллиона лет, что по состоянию на 2011 год делает их самыми старыми обнаруженными окаменелостями китов. [ 24 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Это широкое определение тефры (греч. tephra , «пепел»), предложенное исландским вулканологом Сигурдуром Тораринссоном (Sigurdur Thorarinsson) в 1954 году в связи с извержением Геклы (Thorarinsson, «Извержение Геклы, 1947-48II», 3. Выпадение тефры с Геклы, март. 29th, 1947», Visindafélag Íslendinga (1954:1-3). Этот термин использовался ранее в докторантуре Сигурдура Тораринссона в 1944 году, но не на английском языке. См. Тораринссон, С (1944). «Тефрохронологические исследования на острове А». Анналы географии . 26 (1–2): 1–217. дои : 10.1080/20014422.1944.11880727 .
- ^ Лоу, Дэвид Дж.; Эбботт, Питер М.; Сузуки, Такэхико; Дженсен, Бритта Дж.Л. (2022). «Глобальные исследования тефры: роль и значение международной исследовательской группы по тефре «Комиссия по тефрохронологии» в первые 60 лет ее существования» . История геокосмических наук . 13 (2): 93–132. Бибкод : 2022HGSS...13...93L . doi : 10.5194/hgss-13-93-2022 . hdl : 10289/15024 .
- ^ Перейти обратно: а б Горниц, Вивьен (2008). Энциклопедия палеоклиматологии и древней среды обитания . Springer Science & Business Media. стр. 937–938. ISBN 978-1-4020-4551-6 .
- ^ Перейти обратно: а б Айрис, Пол Мартин; Дельмель, Пьер (1 ноября 2012 г.). «Непосредственные последствия выбросов тефры для окружающей среды». Бюллетень вулканологии . 74 (9): 1905–1936. Бибкод : 2012BVol...74.1905A . дои : 10.1007/s00445-012-0654-5 . ISSN 1432-0819 . S2CID 129369735 .
- ^ τέφρα . Лидделл, Генри Джордж ; Скотт, Роберт ; Греко-английский лексикон в проекте «Персей» .
- ^ пожар в Лидделле и Скотте .
- ^ кластер в Лидделле и Скотте .
- ^ Ἀριστοτέλης (1952). «Греко-английский перевод Аристотеля, Meteorologica LCL 397: 210-211, параграф 367» . Издательство Гарвардского университета. doi : 10.4159/DLCL.aristotle-meteorlogica.1952 . S2CID 245028937 . Проверено 13 декабря 2023 г.
- ^ «Геологическая служба США: Программа по опасностям вулканов» . Volcanes.usgs.gov . Проверено 19 марта 2020 г.
- ^ Хэй, Р.Л. (1989). «Голоценовые отложения карбонатит-нефелинитовой тефры Олдоиньо Ленгаи, Танзания». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 37 (1): 77–91. Бибкод : 1989JVGR...37...77H . дои : 10.1016/0377-0273(89)90114-5 .
- ^ «Глобальная программа вулканизма | Йерро» . Смитсоновский институт | Глобальная программа вулканизма . Проверено 19 марта 2020 г.
- ^ «Ископаемые, сохранившиеся после извержения вулкана, расскажут нам о происхождении Канарских островов» . ScienceDaily . Проверено 19 марта 2020 г.
- ^ Браун, Фрэнсис Х.; Фуллер, Чад Р. (сентябрь 2008 г.). «Стратиграфия и тефра формации Кибиш, юго-запад Эфиопии». Журнал эволюции человека . 55 (3): 366–403. Бибкод : 2008JHumE..55..366B . дои : 10.1016/j.jhevol.2008.05.009 . ПМИД 18692219 .
- ^ Ассефа, Зелалем; Йирга, Соломон; Рид, Кэй Э. (сентябрь 2008 г.). «Фауна крупных млекопитающих кибишской свиты» (PDF ) Журнал эволюции человека . 55 (3): 501–512. Бибкод : 2008JHumE..55..501A . дои : 10.1016/j.jhevol.2008.05.015 . ПМИД 18691734 . S2CID 5923387 .
- ^ «Окаменелости деревьев и ледяные керны помогают датировать огромное извержение вулкана, произошедшее 1000 лет назад, с точностью до трех месяцев» . ScienceDaily . Проверено 19 марта 2020 г.
- ^ «Вулкан в стиле Помпеи подарил Китаю сокровищницу динозавров» . физ.орг . Проверено 19 марта 2020 г.
- ^ «Все о вулканах Италии» . ЗМЭ Наука . 24 сентября 2015 года . Проверено 19 марта 2020 г.
- ^ «Извержение Везувия» . ИСТОРИЯ . Проверено 19 марта 2020 г.
- ^ «Обсерватория вулканов Каскады» . Volcanes.usgs.gov . Проверено 19 марта 2020 г.
- ^ Открытия, Удивительные. «Окаменелые деревья | Окаменелые деревья | Извержение горы Сент-Хеленс» . сайт удивительных открытий . Проверено 19 марта 2020 г.
- ^ «Августин | Мир вулканов | Университет штата Орегон» . вулкан.oregonstate.edu . 4 мая 2010 г. Проверено 19 марта 2020 г.
- ^ «Вулкан Чайтен, Чили: карта, факты, фотографии извержения | Чайтен» . geology.com . Проверено 19 марта 2020 г.
- ^ «Вулканы Перу» . www.volcanodiscovery.com . Проверено 19 марта 2020 г.
- ^ Пайенсон, Николас Д. «Новые археоцеты из Перу — древнейшие ископаемые киты из Южной Америки | Смитсоновский океан» . Ocean.si.edu . Проверено 19 марта 2020 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
СМИ, связанные с Тефрой, на Викискладе? - Идентификация вулканических материалов
