Индекс дисперсии

Индекс рассеяния — параметр в вулканологии . Индекс дисперсии $D$ был определен Джорджем П.Л. Уокером в 1973 году как площадь поверхности, покрытая слоем пепла или тефры , толщина которой равна или превышает 1/100 толщины падения в жерле. ^{[ 1 ]} Извержение с низким индексом рассеивания оставляет большую часть своих продуктов вблизи жерла, образуя конус; извержение с высоким индексом рассеяния образует более тонкие пластинчатые отложения, которые распространяются на большие расстояния от жерла. ^{[ 2 ]} Индекс рассеяния крупной пемзы на площади 500 квадратных километров (190 квадратных миль) или более является одним из предложенных определений плинианского извержения . ^{[ 3 ]} Аналогичным образом, индекс рассеяния в 50 000 квадратных километров (19 000 квадратных миль) был предложен в качестве порогового значения для ультраплинианского извержения . ^{[ 4 ]} Определение 1/100 толщины вблизи жерл было частично продиктовано тем фактом, что большинство отложений тефры плохо сохраняются на больших расстояниях. ^{[ 5 ]}

Первоначально индекс рассеяния считался функцией высоты столба извержения . Позже была установлена роль размера частиц тефры и золы. ^{[ 1 ]} при этом более крупные отложения покрывают меньшие поверхности, чем более мелкие отложения, образующиеся при столбе той же высоты. ^{[ 3 ]} Например, месторождение с индексом рассеяния 500 квадратных километров (190 квадратных миль) может быть образовано столбом высотой 14–18 квадратных километров (5,4–6,9 квадратных миль). ^{[ 6 ]} Таким образом, идея Уокера о том, что только высота столба разделяет конусообразующее извержение и извержение, образующее пластинчатые отложения, позже была сочтена чрезмерно упрощенной. ^{[ 7 ]} Дополнительным усложняющим фактором является то, что мелкие частицы склонны к агрегации и, следовательно, быстрее выпадают из колонки. ^{[ 8 ]} Дополнительные проблемы возникают, когда необходимо определить максимальную толщину. ^{[ 9 ]}

Высота столба извержения, наличие и поведение воды, скорость и направление ветра, а также размеры различных частиц тефры влияют на характер выпадения облака пепла. ^{[ 10 ]}

Индекс распространения извержений вулканов колеблется от <1 квадратного километра (0,39 квадратных миль) до 1–1000 квадратных километров (0,39–386,10 квадратных миль). ^{[ 3 ]} Ряд базальтовых фреатомагматических отложений, часто связанных с туфовыми кольцами , имеют индекс рассеяния менее 50 квадратных километров (19 квадратных миль). ^{[ 11 ]}

Вулкан	Извержение	Возраст	Индекс дисперсии	Источник
Случайно	Процесс извержения	1820 г. до н.э.	100 000 квадратных километров (39 000 квадратных миль)	^{[ 3 ]}
Случайно	Извержение Оруануи	~20000 лет назад	> 100 000 квадратных километров (39 000 квадратных миль)	^{[ 11 ]}
Случайно	Китайская тефра	4500 лет назад	40 000 квадратных километров (15 000 квадратных миль)	^{[ 12 ]}
Придерживайтесь этого		1990	2000 квадратных километров (770 квадратных миль)	^{[ 13 ]}
Ринджани	1257 г. Извержение Самаласа , фаза P1.	1257	7500 квадратных километров (2900 квадратных миль)	^{[ 14 ]}
Ринджани	1257 г. Извержение Самаласа, фаза P3.	1257	110 500 квадратных километров (42 700 квадратных миль)	^{[ 14 ]}
Гора Пеле	Извержение P1	650 лет назад	900 квадратных километров (350 квадратных миль)	^{[ 15 ]}
Гора Пеле	Извержение P2	1670 г. н.э.	800 квадратных километров (310 квадратных миль)	^{[ 15 ]}
Гора Пеле	Извержение P3	2010 БП	1000 квадратных километров (390 квадратных миль)	^{[ 15 ]}
Рабаул	Вулкан	1937	40 квадратных километров (15 квадратных миль)	^{[ 16 ]}
Вулканический комплекс Окатаина	Мужская тефра	~ 5500 БП	~ 200 000 квадратных километров (77 000 квадратных миль)	^{[ 17 ]}
вода Пау	Огонь А	5000 БП	1500 квадратных километров (580 квадратных миль)	^{[ 18 ]}
крючком		1991	460 квадратных километров (180 квадратных миль)	^{[ 19 ]}
Сакурадзима	Тайсё	1914	539 квадратных километров (208 квадратных миль)	^{[ 20 ]}
Моно Кратеры		4 век нашей эры	1800 квадратных километров (690 квадратных миль)	^{[ 21 ]}

Сопутствующей мерой является полурасстояние толщины. $b_{t}$ , ^{[ 10 ]} которое определяет расстояние, на котором толщина отложения уменьшается вдвое. ^{[ 22 ]} Эти значения связаны друг с другом более чем ${\textstyle D={\frac {\pi b_{t}^{2}ln(0.01)^{2}}{ln(0.5)^{2}}}}$ для круговых депозитов.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Пайл 1989 , с. 10.
^ Фирштейн и др. 1997 , с. 215.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Уокер 1980 , с. 88.
^ Уокер 1980 , с. 91.
^ Бонадонна, К.; Эрнст, GGJ; Спаркс, RSJ (май 1998 г.). «Вариации толщины и оценки объема отложений падения тефры: важность числа Рейнольдса частиц». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 81 (3–4): 181. Бибкод : 1998JVGR...81..173B . CiteSeerX 10.1.1.519.5180 . дои : 10.1016/S0377-0273(98)00007-9 .
^ Спаркс и др. 1992 , с. 690.
^ Пайл 1989 , с. 11.
^ Спаркс и др. 1992 , с. 694.
^ Хилдрет, Уэс; Дрейк, Роберт Э. (январь 1992 г.). «Вулкан Кизапу, Чилийские Анды» . Бюллетень вулканологии . 54 (2): 111. Бибкод : 1992BVol...54...93H . дои : 10.1007/BF00278002 . S2CID 128972435 .
^ Jump up to: ^а ^б Спаркс и др. 1992 , с. 685.
^ Jump up to: ^а ^б Селф, С.; Спаркс, RSJ (сентябрь 1978 г.). «Характеристика широко распространенных пирокластических отложений, образовавшихся в результате взаимодействия кислой магмы и воды». Вулканологический бюллетень . 41 (3): 209–210. Бибкод : 1978BVol...41..196S . дои : 10.1007/BF02597223 . S2CID 130066909 .
^ Лоу, Дэвид Дж. (январь 1986 г.). «Пересмотр возраста и стратиграфических взаимоотношений тефры Хинемайя и пепла Вакатане, Северный остров, Новая Зеландия, с использованием отдаленных залежей органических отложений» . Новозеландский журнал геологии и геофизики . 29 (1): 71. Бибкод : 1986NZJGG..29...61L . дои : 10.1080/00288306.1986.10427523 . hdl : 10289/5345 .
^ Бурдье, Жан-Луи; Пратомо, Индия; Туре, Жан-Клод; Джордж Боудон; Винсент, Пьер М. (декабрь 1997 г.). «Наблюдения, стратиграфия и эруптивные процессы извержения вулкана Келут в 1990 году, Индонезия». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 79 (3–4): 200. Бибкод : 1997JVGR...79..181B . дои : 10.1016/S0377-0273(97) 00031-0
^ Jump up to: ^а ^б Видаль, Селин М.; Коморовский, Жан-Кристоф; Метрич, Николь; Пратомо, Индия; Картадината, Нуграха; Двор, Окторы; Мишель, Агнес; Караццо, Уильям; Лавин, Фрэнк; Родисилл, Джессика; Фонтейн, Карен; Суроно (8 августа 2015 г.). «Динамика крупного плинианского извержения Самаласа в 1257 году нашей эры (Ломбок, Индонезия)» Бюллетень вулканологии . 77 (9): 20. Бибкод : 2015БТом...77... 73В дои : 10.1007/ s00445-015-0960-9 S2CID 127929333 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Трейно, Эрве; Вестеркамп, Денис; Бардинцев, Жак-Мари; Мисковский, Жан-Клод (август 1989 г.). «Недавние извержения пемзы вулкана Пеле, Мартиника. Часть I: Последовательность отложений, описание пемзовых отложений». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 38 (1–2): 25. Бибкод : 1989JVGR...38...17T . дои : 10.1016/0377-0273(89)90027-9 .
^ Макки, Колорадо; Джонсон, RW; Ловенштейн, Польша; Райли, С.Дж.; Блонг, Р.Дж.; Де Сент-Урс, П.; Талай, Б. (февраль 1985 г.). «Кальдера Рабаул, Папуа-Новая Гвинея: вулканические опасности, наблюдение и планирование на случай извержения». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 23 (3–4): 201. Бибкод : 1985JVGR...23..195M . дои : 10.1016/0377-0273(85)90035-6 .
^ Холт, Кэтрин А.; Лоу, Дэвид Дж.; Хогг, Алан Г.; Уоллес, Р. Клел (декабрь 2011 г.). «Дистальное распространение вакатанской тефры среднего голоцена на островах Чатем, Новая Зеландия, и потенциал для изучения криптотефры». Четвертичный интернационал . 246 (1–2): 348. Бибкод : 2011QuInt.246..344H . дои : 10.1016/j.quaint.2011.06.026 . hdl : 10289/5454 .
^ Бурсик, Мичиган; Спаркс, RSJ; Гилберт, Дж.С.; Кэри, С.Н. (апрель 1992 г.). «Осадконакопление тефры вулканическими шлейфами: I. Теория и ее сравнение с изучением плинианского месторождения Фого-А, Сан-Мигель (Азорские острова)». Бюллетень вулканологии . 54 (4): 330. Бибкод : 1992Б Том...54..329Б . дои : 10.1007/BF00301486 . S2CID 128420221 .
^ Ларсен, Гудрун; Хоутон, Брюс Ф.; Тордарсон, Тор; Гуднасон, Йонас (1 мая 2017 г.). «Начальная субплиниальная фаза извержения Геклы 1991 года: свойства отложений падения тефры». Бюллетень вулканологии . 79 (5): 11. Бибкод : 2017БТом...79...34Г . дои : 10.1007/s00445-017-1118-8 . ISSN 1432-0819 . S2CID 132867922 .
^ Тодде, А.; Чиони, Р.; Пистолези, М.; Геши, Н.; Бонадонна, К. (26 сентября 2017 г.). «Извержение вулкана Сакурадзима Тайсё в 1914 году: стратиграфия и динамика крупнейшего взрывного события в Японии в двадцатом веке». Бюллетень вулканологии . 79 (10): 7. Бибкод : 2017БТом...79...72Т . дои : 10.1007/s00445-017-1154-4 . hdl : 2158/1095306 . S2CID 55692912 .
^ Ян, Цинъюань; Бурсик, Маркус (7 сентября 2016 г.). «Новый метод интерполяции для моделирования толщины, изопахит, протяженности и объема отложений падения тефры». Бюллетень вулканологии . 78 (10): 3. Бибкод : 2016BVol...78...68Y . дои : 10.1007/s00445-016-1061-0 . S2CID 132693559 .
^ Пайл 1989 , с. 2.

Источники

Фирштейн, Дж.; Хоутон, БФ; Уилсон, CJN; Хилдрет, В. (апрель 1997 г.). «Сложности отложения плинианских осадков в жерлах: пример извержения Новарупты 1912 года (Аляска)». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 76 (3–4): 215–227. Бибкод : 1997JVGR...76..215F . дои : 10.1016/S0377-0273(96) 00081-9
Спаркс, RSJ; Бурсик, Мичиган; Аблай, Г.Дж.; Томас, RME; Кэри, С.Н. (октябрь 1992 г.). «Осадконакопление тефры вулканическими шлейфами. Часть 2: контроль изменений толщины и размера зерен отложений падения тефры». Бюллетень вулканологии . 54 (8): 685–695. Бибкод : 1992BVol...54..685S . дои : 10.1007/BF00430779 . S2CID 128546539 .
Уокер, GPL (август 1980 г.). «Пемза Таупо: продукт самого мощного известного (ультраплинического) извержения?». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 8 (1): 69–94. Бибкод : 1980JVGR....8...69W . дои : 10.1016/0377-0273(80)90008-6 .
Пайл, Дэвид М. (январь 1989 г.). «Толщина, объем и размер зерен отложений тефры». Бюллетень вулканологии . 51 (1): 1–15. Бибкод : 1989БТом...51....1П . дои : 10.1007/BF01086757 . S2CID 140635312 .

[FOOTNOTEPyle198910-1] Jump up to: ^а ^б Пайл 1989 , с. 10.

[FOOTNOTEFiersteinHoughtonWilsonHildreth1997215-2] Фирштейн и др. 1997 , с. 215.

[FOOTNOTEWalker198088-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Уокер 1980 , с. 88.

[FOOTNOTEWalker198091-4] Уокер 1980 , с. 91.

[BonadonnaErnst1998-5] Бонадонна, К.; Эрнст, GGJ; Спаркс, RSJ (май 1998 г.). «Вариации толщины и оценки объема отложений падения тефры: важность числа Рейнольдса частиц». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 81 (3–4): 181. Бибкод : 1998JVGR...81..173B . CiteSeerX 10.1.1.519.5180 . дои : 10.1016/S0377-0273(98)00007-9 .

[FOOTNOTESparksBursikAblayThomas1992690-6] Спаркс и др. 1992 , с. 690.

[FOOTNOTEPyle198911-7] Пайл 1989 , с. 11.

[FOOTNOTESparksBursikAblayThomas1992694-8] Спаркс и др. 1992 , с. 694.

[HildrethDrake1992-9] Хилдрет, Уэс; Дрейк, Роберт Э. (январь 1992 г.). «Вулкан Кизапу, Чилийские Анды» . Бюллетень вулканологии . 54 (2): 111. Бибкод : 1992BVol...54...93H . дои : 10.1007/BF00278002 . S2CID 128972435 .

[FOOTNOTESparksBursikAblayThomas1992685-10] Jump up to: ^а ^б Спаркс и др. 1992 , с. 685.

[SelfSparks1978-11] Jump up to: ^а ^б Селф, С.; Спаркс, RSJ (сентябрь 1978 г.). «Характеристика широко распространенных пирокластических отложений, образовавшихся в результате взаимодействия кислой магмы и воды». Вулканологический бюллетень . 41 (3): 209–210. Бибкод : 1978BVol...41..196S . дои : 10.1007/BF02597223 . S2CID 130066909 .

[Lowe1986-12] Лоу, Дэвид Дж. (январь 1986 г.). «Пересмотр возраста и стратиграфических взаимоотношений тефры Хинемайя и пепла Вакатане, Северный остров, Новая Зеландия, с использованием отдаленных залежей органических отложений» . Новозеландский журнал геологии и геофизики . 29 (1): 71. Бибкод : 1986NZJGG..29...61L . дои : 10.1080/00288306.1986.10427523 . hdl : 10289/5345 .

[Bourdier1997-13] Бурдье, Жан-Луи; Пратомо, Индия; Туре, Жан-Клод; Джордж Боудон; Винсент, Пьер М. (декабрь 1997 г.). «Наблюдения, стратиграфия и эруптивные процессы извержения вулкана Келут в 1990 году, Индонезия». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 79 (3–4): 200. Бибкод : 1997JVGR...79..181B . дои : 10.1016/S0377-0273(97) 00031-0

[Vidal2015-14] Jump up to: ^а ^б Видаль, Селин М.; Коморовский, Жан-Кристоф; Метрич, Николь; Пратомо, Индия; Картадината, Нуграха; Двор, Окторы; Мишель, Агнес; Караццо, Уильям; Лавин, Фрэнк; Родисилл, Джессика; Фонтейн, Карен; Суроно (8 августа 2015 г.). «Динамика крупного плинианского извержения Самаласа в 1257 году нашей эры (Ломбок, Индонезия)» Бюллетень вулканологии . 77 (9): 20. Бибкод : 2015БТом...77... 73В дои : 10.1007/ s00445-015-0960-9 S2CID 127929333 .

[Traineau1989-15] Jump up to: ^а ^б ^с Трейно, Эрве; Вестеркамп, Денис; Бардинцев, Жак-Мари; Мисковский, Жан-Клод (август 1989 г.). «Недавние извержения пемзы вулкана Пеле, Мартиника. Часть I: Последовательность отложений, описание пемзовых отложений». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 38 (1–2): 25. Бибкод : 1989JVGR...38...17T . дои : 10.1016/0377-0273(89)90027-9 .

[Mckee1985-16] Макки, Колорадо; Джонсон, RW; Ловенштейн, Польша; Райли, С.Дж.; Блонг, Р.Дж.; Де Сент-Урс, П.; Талай, Б. (февраль 1985 г.). «Кальдера Рабаул, Папуа-Новая Гвинея: вулканические опасности, наблюдение и планирование на случай извержения». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 23 (3–4): 201. Бибкод : 1985JVGR...23..195M . дои : 10.1016/0377-0273(85)90035-6 .

[HoltLowe2011-17] Холт, Кэтрин А.; Лоу, Дэвид Дж.; Хогг, Алан Г.; Уоллес, Р. Клел (декабрь 2011 г.). «Дистальное распространение вакатанской тефры среднего голоцена на островах Чатем, Новая Зеландия, и потенциал для изучения криптотефры». Четвертичный интернационал . 246 (1–2): 348. Бибкод : 2011QuInt.246..344H . дои : 10.1016/j.quaint.2011.06.026 . hdl : 10289/5454 .

[BursikSparks1992-18] Бурсик, Мичиган; Спаркс, RSJ; Гилберт, Дж.С.; Кэри, С.Н. (апрель 1992 г.). «Осадконакопление тефры вулканическими шлейфами: I. Теория и ее сравнение с изучением плинианского месторождения Фого-А, Сан-Мигель (Азорские острова)». Бюллетень вулканологии . 54 (4): 330. Бибкод : 1992Б Том...54..329Б . дои : 10.1007/BF00301486 . S2CID 128420221 .

[Larsen2017-19] Ларсен, Гудрун; Хоутон, Брюс Ф.; Тордарсон, Тор; Гуднасон, Йонас (1 мая 2017 г.). «Начальная субплиниальная фаза извержения Геклы 1991 года: свойства отложений падения тефры». Бюллетень вулканологии . 79 (5): 11. Бибкод : 2017БТом...79...34Г . дои : 10.1007/s00445-017-1118-8 . ISSN 1432-0819 . S2CID 132867922 .

[Todde2017-20] Тодде, А.; Чиони, Р.; Пистолези, М.; Геши, Н.; Бонадонна, К. (26 сентября 2017 г.). «Извержение вулкана Сакурадзима Тайсё в 1914 году: стратиграфия и динамика крупнейшего взрывного события в Японии в двадцатом веке». Бюллетень вулканологии . 79 (10): 7. Бибкод : 2017БТом...79...72Т . дои : 10.1007/s00445-017-1154-4 . hdl : 2158/1095306 . S2CID 55692912 .

[Yang2016-21] Ян, Цинъюань; Бурсик, Маркус (7 сентября 2016 г.). «Новый метод интерполяции для моделирования толщины, изопахит, протяженности и объема отложений падения тефры». Бюллетень вулканологии . 78 (10): 3. Бибкод : 2016BVol...78...68Y . дои : 10.1007/s00445-016-1061-0 . S2CID 132693559 .

[FOOTNOTEPyle19892-22] Пайл 1989 , с. 2.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]