Воздушная Кальдера
| Айра | |
|---|---|
| Айра Кальдера | |
 Радиолокационный снимок с космического корабля "Шаттл" кальдеры Айра в 1999 году: Сакурадзима в заливе, образованном кальдерой. | |
| Самая высокая точка | |
| Высота | 1117 м (3665 футов) |
| известность | Сакурадзима |
| Координаты | 31 ° 39'00" с.ш. 130 ° 42'00" в.д. / 31,65000 ° с.ш. 130,70000 ° в.д. |
| География | |
| Геология | |
| Возраст рока | 29 428–30 148 лет, откалибровано до настоящего времени. [ 1 ] |
| Тип горы | Кальдера Вулкан Сум |
| Последнее извержение | 1955 г. по настоящее время |
Кальдера Айра — гигантская вулканическая кальдера , расположенная на южной оконечности Кюсю , Япония. Считается, что он образовался около 30 000 лет назад в результате череды пирокластических волн . [ 1 ] [ 2 ] В настоящее время это место проживания более 900 000 человек. Берега кальдеры Айра являются домом для редкой флоры и фауны, в том числе японского лавра и японской черной сосны . [ 3 ] В кальдере находится гора Сакурадзима , а горы Киришима группа стратовулканов к северу от кальдеры расположена . Самый известный и активный из этой группы — Синмоэдаке .
Кальдера Айра имеет подстилающий магматический очаг , который соединяется с магматической системой Киришима. Это позволило магме из кальдеры попасть в стратовулкан Сакурадзима, заставив его со временем расширяться. Таким образом, Сакурадзима стала причиной серии катастроф, таких как извержение 1914 года, в результате которого погибло 58 человек. [ 4 ] и опустил магматический очаг на 60 см. [ 5 ]
История
[ редактировать ]Расположение
[ редактировать ]Кальдера Айра расположена на острове Кюсю, самом южном острове Японии. Пик супервулкана составляет 1117 метров. [ 6 ]
Извержение, образовавшее кальдеру Айра, произошло примерно 30 000 лет назад и привело к образованию тефры и игнимбрита из огромного количества магмы , поразившей близлежащую землю. Извержение также способствовало образованию залива Кинко глубиной 200 м (660 футов) , который образовался после того, как морская вода попала в этот район. [ 3 ]
Кальдера Айра окружена крупным городом Кагосима с населением более 900 000 человек. Жители не возражают против небольших извержений, поскольку у них есть меры защиты. Например, школьники обязаны носить жесткие шлемы для защиты от падающих обломков. [ 3 ] Кроме того, была внедрена система предотвращения стихийных бедствий с лучшей в мире высокотехнологичной системой мониторинга вулканов. Кальдера в настоящее время находится под пристальным наблюдением Исследовательского центра вулканов Сакурадзима, который является частью Киотского университета и Научно-исследовательского института по предотвращению стихийных бедствий. [ 6 ] Это обеспечивает безопасность жителей и обеспечивает мирное сосуществование жителей Кагосимы и активной кальдеры.
Геологическое происхождение
[ редактировать ]
Кальдера Айра имеет почти прямоугольную форму, связанную с местными разломами, и образовалась в результате серии крупномасштабных пирокластических волн, которые способствовали образованию Сирасу-Даичи пирокластического плато , возраст последнего из которых сейчас датируется 29 428–30 148 годами, а калибровано до настоящего времени. [ 7 ] [ 1 ] [ 2 ] хотя более ранние работы указывали дату примерно 22 000 лет назад с широким возможным диапазоном от 34 500 до 16 500 лет назад. [ 8 ] [ 9 ] В результате извержения образовалась кальдера размером 17 на 23 км (14 миль). Кальдера Айра — один из серии вулканических комплексов Грабена Кагосима. [ 10 ] Предполагается, что он простирается на север от подводной кальдеры Кикай до Южной кальдеры Ата, Северной кальдеры Ата (см. Кальдера Ата ), кальдеры Айра, связанной с заливом Кагосима , и в прошлом до группы вулканов Киришима . [ 11 ] Впервые такое совпадение было отмечено в 1940-х годах. [ 12 ] Тектонические процессы довольно сложны в этом регионе, где Окинавская плита сталкивается с Амурской плитой , а Тихоокеанская плита погружается под обе.
Формирование кальдеры Айра началось с плинианского извержения пемзы Осуми. [ 2 ] из вентиляционного отверстия рядом с тем местом, где Сакурадзима . сейчас находится [ 10 ] и вскоре за ним последовал окисленный пирокластический поток Цумайя. [ 9 ] Вполне вероятно, что последующие извержения этой серии произошли в жерлах так называемой кальдеры Вакамико на северо-западе. [ 10 ] Обломки пород фундамента и пемзовые материалы в результате мощного взрыва образовали пирокластический поток Ито, отложившийся на площади более 800 км. 3 (190 кубических миль) Ито Игнимбрита (известного в местном масштабе как «Сирасу») и 300 км 3 (72 куб. миль) Айра-Тн Тефры в объеме. [ 13 ] Учитывая ограничения, заключающиеся в том, что большая часть кальдеры находится под водой, причина большой площади жерл заключается в том, что кальдера извергалась намного больше, чем по предыдущим оценкам в 140 км. 3 (34 кубических миль) магмы за короткий промежуток времени. [ 9 ] Кальдера известна своими гравитационными аномалиями, связанными с воронкообразной формой пластов.
Структура кальдеры казалась уникальной в ранних работах, поскольку она отличалась от типичной для того времени кальдеры типа Валлес , определяющими характеристиками которой является кольцевой разлом типа Валлес, который действует как канал для таких крупномасштабных пирокластических потоков. [ 9 ] Подобные диффузные ненаправленные пирокластические потоки, заполоняющие местный ландшафт, теперь описаны и в Новой Зеландии , например, в извержении Хатепе . [ 14 ]
Местное воздействие Это извержение
[ редактировать ]До первоначального извержения, произошедшего 25 000 лет назад, существовал широкий и неглубокий бассейн почти такого же размера, как нынешняя кальдера Айра, занимавший северную оконечность залива Кагосима с ориентацией с востока на запад. [ 9 ] Бассейн отделен от остальной части залива хребтом высотой от 300 м (980 футов) до 500 м (1600 футов) над уровнем моря. Топография охватывает очертания древней кальдеры, что позволяет предположить, что существовали пирокластические потоки, которые предшествовали образованию современной кальдеры Айра.
Первая фаза активности возникла в результате внедрения основной магмы, которая дестабилизировала хранившуюся риолитовую магму. [ 11 ] и представлял собой в основном однородный пемзовый водопад Осуми (названный потому, что пемзовый водопад простирался через полуостров Осуми на юго-восток). [ 9 ] Над месторождением пемзового падения Осуми находится отложение пирокластического потока второй фазы Цумайя, которое полностью ограничено бассейном пред-Айра. Пирокластический поток Цумайя похоронил топографию до Айры, такую как коробчатые каньоны (образованные более древними отложениями пирокластических потоков). Максимальная мощность кальдеры составляет 130 м (430 футов) в районе Кокубу, а средняя толщина составляет 30 м (98 футов) или меньше. [ 9 ] Пирокластический поток Цумайя представляет собой «бледно-розовато-коричневую стеклянную матрицу, содержащую небольшое количество пемзы и каменных обломков». [ 9 ] что соответствует падению пемзы Осуми и пирокластическому потоку Цумайя, произошедшему из одного и того же жерла. Между пирокластическим потоком Цумайя и образованием нынешней кальдеры в результате извержения Ито прошел лишь очень короткий период. [ 9 ]
Напротив, пирокластический поток Ито простирается как за пределы бассейна, так и внутри него. [ 9 ] В результате этого извержения выпадает тефра Айра-Тн. [ 2 ] имели толщину до 0,800 м (2 фута 7,5 дюйма) на юго-востоке, а это и Ито-Игнимбрит толщиной до 160 м (520 футов) являются наиболее значительными пирокластическими отложениями. [ 8 ] Глубина пепла на всем острове Кюсю составила более 32 см (13 дюймов) и более 4 см (1,6 дюйма) на большей части территории Японии. [ 13 ]
Вулканическая активность
[ редактировать ]Связь между магматическими системами Айра и Киришима
[ редактировать ]Кальдера Айра — одна из самых активных и опасных кальдер в мире. Здесь расположены вулканы Киришима, группа действующих вулканов на северной оконечности кальдеры Айра. Один из этих вулканов, Синмоэдаке , произвел два сильных магматофреатических извержения, разделенных почти 300 годами. Начиная с декабря 2009 года наблюдалось активное пикирование и инфляция до вспышки. Затем с 19 по 31 января произошла серия субплинианских событий. [ 15 ] Первая фаза (кульминация извержения) сопровождалась сильной коэруптивной дефляцией.
Кальдера Айра может реагировать на небольшие извержения, исходящие из общего водоема. Однако не все вулканические системы постоянно связаны друг с другом, поскольку пути магмы открываются и закрываются. Связь между Айрой и Киришимой представляет собой ярчайший пример взаимосвязи вулканов, выявленный геодезическим мониторингом. Инфляция одного вулкана может повысить вероятность извержения соседнего вулкана. Субдукция Филиппинской морской плиты под Евразийскую плиту является причиной активного вулканизма. [ 15 ]
Кальдера Айра и хранилище магмы Киришимы связаны туннелями, простирающимися горизонтально на десятки километров, что можно объяснить наличием горячих точек. [ 15 ] Однако вулканические системы не всегда связаны между собой, поскольку пути магмы открываются и закрываются. Например, вертикальное соединение Синмоэдаке было закрыто примерно на 300 лет до возобновления работы.
Изменения объема систем Айра и Киришима позволяют предположить, что у них были разные периоды инфляции и дефляции. В период с 2009 по 2013 год наблюдались признаки инфляции в системе Aira. Однако после извержения Киришимы в 2011 году в системе Айра произошла дефляция. Это была единственная дефляция кальдеры Айра в период с 2009 по 2013 год. [ 15 ]
Инфляция кальдеры Айра
[ редактировать ]Хранилище магмы, лежащее под кальдерой Айра, питалось стратовулканом Сакурадзима, расширяясь с течением времени. Однако были моменты, когда камера сдувалась в результате извержений, высвобождая возникшее давление, что нельзя объяснить изменениями напряжения. Таким образом, это было описано как следствие ухода магмы из системы Айра во время пополнения запасов Киришимы. Ярким примером является извержение Сакурадзимы в 1914 году (около 1,5 км). 3 в объеме), что привело к погружению магматического очага на 60 см. В результате извержения погибли 58 человек. [ 4 ] По словам доктора Джеймса Хики и его соавторов, для извержения такого количества магмы потребуется примерно 130 лет, чтобы камера снова наполнилась. Доктор Хики заявил: «Эти результаты стали возможными благодаря объединению данных различных методов мониторинга и применению их к новым методам численного моделирования, отходу от старых методов моделирования, которые использовались с 1950-х годов». [ 4 ]
Тем не менее, проводятся постоянные измерения движения земли, которые указывают на то, что сейчас территория раздувается. Недавние измерения деформации GPS , объединенные с геофизическими данными и компьютерным моделированием, позволяют реконструировать магматическую систему под кальдерой. Благодаря этому доктор Джеймс Хики и его соавторы смогли создать изображение туннелей под кальдерой.
Они обнаружили, что магма заполняет магматическую камеру быстрее, чем извергается вулкан Сакурадзима. Водохранилище ежегодно расширяется и его объем составляет 14 миллионов м3. 3 подается в систему. [ 4 ] Доктор Харухиса Накамичи, доцент Научно-исследовательского института по предотвращению стихийных бедствий Киотского университета и соавтор, сказал: «С момента извержения 1914 года уже прошло 100 лет, осталось менее 30 лет до следующего ожидаемого большого извержения, Кагосима. Городское управление подготовило новые планы эвакуации из Сакурадзимы после кризисной эвакуации в августе 2015 года». [ 4 ]
Группа ученых под руководством доктора Доминика Реми использовала радар с синтетической апертурой (SAR) для определения уровня инфляции кальдеры Айра над городским округом Кокубу. Они наблюдали изменение рисунка поверхности Кокубу. С помощью модели поля деформации кальдеры прогнозируется, что «максимальное увеличение объема составит 20–30 × 10». 6 м 3 между 1995 и 1998 годами». Они пришли к выводу, что инфляция составила примерно 70 мм (2,8 дюйма) в центре кальдеры и 40 мм (1,6 дюйма) в южном городском районе Кокубу. [ 5 ]
Флора и фауна
[ редактировать ]Растения возле Сакурадзимы отрастают после извержений. Японские лавры и японские черные сосны — два вида, которые растут дальше всего. Эти растения способны к повторному заселению; однако они не могут противостоять обломкам и пемзе после извержения. Eurya japonica и Alnus Firma можно найти посередине, вдали от вершины. Они способны вырасти после извержения и противостоять его разрушению лучше, чем самая отдаленная растительность. японская пампасная трава и спорыш Ближе всего к вулкану расположены . Они быстро реагируют на извержение и во время отрастания образуют луг из мхов и лишайников. Тем не менее, чтобы лес снова вырос, требуется много лет. Это позволяет людям наблюдать изменения растительности в результате различных извержений в разные эпохи.
Залив Кагосима (залив Кинко) является домом для множества диких животных; включая 1000 различных видов рыб, популяцию дельфинов , а также редких существ, таких как трубчатый червь Сацумахаоримуси . [ 3 ] Редкие минералы существуют на морском дне с гидротермальными жерлами, включая вулканические трубы.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Смит, Виктория К.; Персонал, Ричард А.; Блокли, Саймон П.Е.; Рэмси, Кристофер Бронк; Накагава, Такеши; Марк, Даррен Ф.; Такемура, Кейджи; Данхара, Тору (2013). «Идентификация и корреляция видимой тефры в осадочном архиве озера Суйгецу SG06, Япония: хроностратиграфические маркеры для синхронизации палеоклиматических записей Восточной Азии и Западной части Тихого океана за последние 150 тыс. лет назад» . Четвертичные научные обзоры . 67 : 121–137. Бибкод : 2013QSRv...67..121S . doi : 10.1016/j.quascirev.2013.01.026 . ISSN 0277-3791 .
- ^ Jump up to: а б с д Мияири, Ю.; Ёсида, К.; Миядзаки, Ю.; Мацузаки, Х.; Канеока, И. (2004). «Улучшенное датирование 14 C слоя тефры (AT-тефра, Япония) с использованием AMS на выбранных органических фракциях» . Ядерные приборы и методы в физических исследованиях Б . 223–224: 555–559. Бибкод : 2004НИМПБ.223..555М . дои : 10.1016/j.nimb.2004.04.103 . ISSN 0168-583X .
- ^ Jump up to: а б с д "О" . Геопарк Сакурадзима-Кинкован . нд . Проверено 16 марта 2021 г.
- ^ Jump up to: а б с д и «Накопление магмы подчеркивает растущую угрозу со стороны японских вулканов» . Бристольский университет . 13 сентября 2016 г. Проверено 16 марта 2021 г.
- ^ Jump up to: а б Реми, Доминик; Бонвало, Сильвен; Мураками, М.; Бриоль, П.; Окуяма, С. (17 февраля 2007 г.). «Раздувание кальдеры Айра (Япония) обнаружено над городской территорией Кокубу с использованием данных радиолокационной интерферометрии ERS» . Обсуждения eEarth . 2 (1): 18–24. Бибкод : 2007eEart...2...17R . дои : 10.5194/ee-2-17-2007 . Проверено 16 марта 2021 г.
- ^ Jump up to: а б «Айра» . Центр наблюдения и моделирования землетрясений, вулканов и тектоники . нд . Проверено 16 марта 2021 г.
- ^ Окуно, Мицуру (15 апреля 2019 г.). «Хронологическое исследование широко распространенной тефры и вулканической стратиграфии за последние 100 000 лет» . Журнал Геологического общества Японии . 125 (1): 41–53. дои : 10.5575/geosoc.2018.0069 . ISSN 1349-9963 . S2CID 146526393 .
- ^ Jump up to: а б Баер, Э.М.; Фишер, Р.В.; Фуллер, М.; Валентин, Г. (1997). «Турбулентный перенос и осаждение пирокластического потока Ито: определения с использованием анизотропии магнитной восприимчивости» . Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 102 (Б10): 22565–22586. Бибкод : 1997JGR...10222565B . дои : 10.1029/96JB01277 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Арамаки, С. (30 сентября 1984 г.). «Формирование кальдеры Айра, юг Кюсю, ~ 22 000 лет назад» . Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 89 (Б10): 8485–8499. Бибкод : 1984JGR....89.8485A . дои : 10.1029/jb089ib10p08485 . Проверено 16 марта 2021 г.
- ^ Jump up to: а б с «Научная ассамблея IVCEI 2013. Руководство для экскурсии в середине конференции» . Проверено 19 сентября 2022 г.
- ^ Jump up to: а б Геши, Н.; Ямада, И.; Мацумото, К.; Нишихара, А.; Мияги, И. (2020). «Накопление риолитовой магмы и причины кальдерообразующего извержения кальдеры Айра, Япония» . Бюллетень вулканологии . 82 (44): 44. Бибкод : 2020БТом...82...44Г . дои : 10.1007/s00445-020-01384-6 . S2CID 218652170 .
- ^ Матумато, Тадаити (28 августа 1965 г.). «Кальдеры Кюсю» (PDF ) Труды Лунной геологической полевой конференции . Получено 1 сентября 2022 г.
- ^ Jump up to: а б «Публикация карт распространения крупнообъемных игнимбритов в Японии — геологические данные показывают влияние крупномасштабных извержений» . GSJ/АИСТ. 25 января 2022 г. Проверено 13 сентября 2022 г.
- ^ Иллсли-Кемп, Финниган; Баркер, Саймон Дж.; Уилсон, Колин Дж. Н.; Чемберлен, Калум Дж.; Хрейнсдоттир, Сигрун; Эллис, Сьюзен; Хэмлинг, Ян Дж.; Сэвидж, Марта К.; Местель, Элеонора Р.Х.; Уодсворт, Фабиан Б. (1 июня 2021 г.). «Вулканические волнения на вулкане Таупо в 2019 году: причины, механизмы и последствия» . Геохимия, геофизика, геосистемы . 22 (6): 1–27. Бибкод : 2021GGG....2209803I . дои : 10.1029/2021GC009803 .
- ^ Jump up to: а б с д Братланде, Э.; Амелунг, Ф.; Юнджун, З.; Вдовинский, С. (28 июня 2018 г.). «Геодезические доказательства взаимосвязи между магматическими системами Айра и Киришима, Япония» . Научные отчеты . 8 (1): 9811. Бибкод : 2018НатСР...8.9811Б . дои : 10.1038/s41598-018-28026-4 . ПМК 6023929 . ПМИД 29955079 .