Сильные и катастрофические эксплозивные извержения на Камчатке за последние 10 тысяч лет

Загрузка...

головна сторінка Реферати Курсові роботи текст файли додати матеріалПродать работу

пошук рефератів

Реферат на тему Сильные и катастрофические эксплозивные извержения на Камчатке за последние 10 тысяч лет

завантажити
Знайти інші подібні реферати.
подібні якісні роботи

Розмір: 32.04 кб.
Мова: російська
Розмістив (ла): Малина
27.02.2011
1 2 3    

Сильные и катастрофические эксплозивные извержения на Камчатке за последние 10 тысяч лет

Брайцева О.А., Мелекесцев И.В., Пономарева В.В., Базанова Л.И., Сулержицкий Л.Д.

Выделены 30 эксплозивных извержений на Камчатке в голоцене с объемом продуктов 0,5 км3, в том числе крупнейшие из них с объемом пирокластики 10-120 км3. Установлен возраст извержений, характер связанных с ними отложений, объем и состав изверженных продуктов, главные оси пеплопадов и ареалы распространения тефры. Датированные прослои тефры этих извержений являются возрастными реперами, которые используются для расчленения и корреляции вулканогенных и осадочных голоценовых отложений.

Интерес к сильным и катастрофическим эксплозивным извержениям определяется во многом тем, что с ними связана наибольшая вулканическая опасность. Страх перед катастрофами заставляет людей изучать характер, параметры и продукты этих извержений. Кроме того, наблюдения над современными извержениями показали, что они могут быть причиной краткосрочных изменений климата, особенно в тех случаях, когда поставляют значительное количество SO2 для вулканических аэрозолей.

Рис. 1

Создание календаря крупнейших вулканических извержений мира для длительного отрезка времени и оценка их воздействия на окружающую среду - одна из актуальных задач сегодняшней вулканологии и палеогеографии. Вкладом в решение этой проблемы было выделение и изучение нами крупнейших эксплозивных извержений на Камчатке за последние 10 тыс. лет.

Эпизодические исторические свидетельства об извержениях камчатских вулканов ограничиваются всего последними тремя столетиями, более или менее систематизированные XX веком. Узнать о более ранних извержениях возможно только в процессе геологических исследований, среди которых первостепенную роль играет тефрохронологический метод. Суть метода заключается в выявлении, прослеживании и датировании прослоев тефры (вулканических пеплов), фиксирующих, как правило, наиболее сильные вулканические извержения. Они залегают в так называемом почвенно-пирокластическом чехле, представляющем собой "слоеный пирог" из чередующихся горизонтов пеплов и погребенных почв (рис.1).

Рис. 2

Такой голоценовый почвенно-

пирокластический чехол представляет собой своеобразную летопись вулканической активности за последние 10 тыс. лет. Пеплы разных извержений отличаются по положению в разрезе, цвету, крупности, химическому и минеральному составу. Нами был проложен профиль протяженностью 650 км вдоль всего Камчатского полуострова от вулкана Шивелуч на севере до Курильского озера на юге (рис.2). Вдоль этого профиля (он был пройден пешком с использованием вьючных лошадей) осуществлялось прямое прослеживание пеплов от разреза к разрезу, расстояние между которыми не превышало 10-15 км. В процессе такого непосредственного полевого прослеживания можно было видеть, как тот или иной пепел увеличивал мощность и крупность по мере приближения к конкретному вулкану, а затем уменьшал их при удалении от него (рис.3) Это давало возможность установить центры извержений, с которыми были связаны определенные пепловые горизонты. Результаты прямой полевой корреляции подтверждались изучением химического и минерального состава тефры. Для горизонтов пеплов были установлены минералы-индикаторы, среди которых главную роль играли роговая обманка и биотит; присутствие или

Рис. 3

отсутствие таких минералов позволяло отличать тефру отдельных извержений. Различное содержание К2О дало возможность отнести пирокластику к тому или иному геохимическому типу пород, выделенных О.Н. Волынцом [39]. Это также явилось хорошим критерием идентификации продуктов разных вулканических центров (рис.4, табл.1). Более детально тефрохронологические работы велись вблизи действующих вулканов: здесь проводилось дешифрирование аэрофотоснимков и полевые исследования с картированием центров извержений (кратеров и кальдер), пирокластических потоков и покровов; в разрезах изучались как тефра, так и отложения пирокластических волн и пирокластических потоков.

Датирование извержений осуществлялось радиоуглеродным (14С) методом по углям и древесине, захороненным в пирокластических отложениях, и по погребенным почвам - маломощным гумусированным горизонтам, залегающим между слоями тефры. Датировки по почвам, подстилающим и перекрывающим пепел, как бы зажимают его в определенный возрастной интервал. Всего для крупнейших извержений было получено более 300 дат. Причем датировки пирокластики вблизи вулкана хорошо согласовывались с датировками пеплов того же извержения, полученными на расстоянии десятков и сотен километров от источника [10, 34]. Для каждого извержения был определен его средний 14С возраст [33], а после калибровки и календарный возраст [11].

Рис. 4

На Камчатке к настоящему времени установлено 30 эксплозивных извержений с объемом пирокластики 0,5 км3 (табл.1). Среди них выделяются три группы извержений: 1) кальдерообразующие, 2) субкальдерные и 3) сильные и катастрофические извержения вулканов центрального типа.

Кальдерообразующие извержения

На Камчатке в голоцене образовалось 5 кальдер типа Кракатау. Они представляют собой обширные впадины, достигающие несколько километров в поперечнике, которые возникли в результате обрушения кровли магматического очага после интенсивного извержения больших объемов ювенильной пирокластики. Общий объем материала кальдерообразующих извержений обычно превышал 10 км3.

Кальдера Курильское озеро-Ильинская на юге полуострова образовалась в результате крупнейшего голоценового извержения с объемом выброшенного материала 140-170 км3 [22] Оно произошло ~7700 14С л.н., или ~6500 лет до н.э. Тефра этого извержения отлагалась в широком секторе преимущественно в западном и северо-западном направлениях (рис.5). В Магадане его мощность в разрезах составляет сейчас 5 см на расстоянии 1000 км от источника. На о.Онекотан, в 300 км к юго-западу от центра извержения, мощность пепла 8-10 см. Длина пирокластических потоков превышала 40 км, они доходили на западе до берега Охотского моря, а на севере до подножия вулкана Ксудач. Связанные с пирокластическими потоками пирокластические волны распространялись на расстояние более 50 км. Первичный объем полости кальдеры достигал, вероятно, 70-80 км3. На дне заполнившего кальдеру озера появились более 10 подводных и подводно-надводных экструзивных куполов. По объему пирокластики описываемое извержение превышает извержение Кракатау 1883 года минимум в 7-8 раз, что позволяет поставить его в один ряд с крупнейшими эксплозивными извержениями земного шара не только исторического времени, но и голоцена в целом. По своему климатическому эффекту оно было, по-видимому, сравнимо с самым мощным катастрофическим извержением XIX-XX веков - извержением вулкана Тамбора в 1815 году.

Рис. 5

Карымская кальдера сформировалась почти одновременно (~7900 14С л.н., ~6600 лет до н.э.) с вышеописанной [7,11]. В ней сейчас располагается Карымский вулкан. По характеру и параметрам это извержение очень сходно с извержением вулкана Кракатау 1883 г. Общий объем пирокластики кальдерообразующего извержения - 13-16 км3, размер кальдеры 5х6,5 км, объем полости кальдеры 7-8 км3. Извержение началось с выбросов ювенильной пемзовой тефры ("нижние лапилли"); основная ось пеплопада была ориентирована в ВЮВ направлении. Затем последовало образование серии пирокластических потоков, главные ветви которых прошли по рекам Крестьянская и Карымская (рис.6). Пирокластические потоки покрыли общую площадь 150 км2 и имели длину 10-15 км. Сопутствующие пирокластическим потокам "палящие тучи" отрывались от них, распространялись на расстояние более 30 км и достигали берега Тихого океана, покрывая обширные территории тонким пеплом, содержащим мелкие рассеянные угли. Вслед за извержением пирокластических потоков произошла новая серия эксплозивных выбросов, самый мощный из которых дал горизонт "верхние лапилли"; ось пеплопада прошла в ВСВ направлении. Объем отложений пирокластических потоков составил 4,5-6 км3, суммарный объем тефры - 8-10 км3. Главный сектор рассеяния пепла располагался к востоку от кальдеры и значительная его часть выпала над акваторией океана (рис.5). В разрезах на Командорских островах в 450 км от источника пепел этого извержения имеет мощность 3 см [19]. Отсутстиве в пепле КРМ роговой обманки и биотита позволяет отличать его от стратиграфически близких пеплов кальдеры Курильское озеро-Ильинская (КО), вулкана Кизимен (КЗ) и вулкана Хангар (ХГ) [33].

Рис. 6

С вулканом Ксудач связано четыре кальдерообразующих извержения [23] (табл.1). С каждым из них ассоциируются мощные пирокластические отложения (рис.7). Самым сильным было последнее извержение, которое произошло ~1800 14С л.н., или в 236 г. н.э. (извержение КС1, кальдера V). Это было крупнейшее извержение нашей эры на Камчатке и второе в голоцене после извержения, связанного с кальдерой Курильское озеро-Ильинская. По характеру и параметрам оно близко к извержению Кракатау 1883 года. Общий объем пирокластики составил 18-19 км3, из них 14-15 км3 пришлось на тефру [9]. Высота эруптивной колонны во время извержения была 23 км [35]. Ось пеплопада прошла в северо-восточном направлении (рис.5), пепел выпадал над всей территорией восточной и южной Камчатки, и на удалении 900 км в пос. Оссора его мощность в торфянике составляет 1-2 см. Пепел этого извержения является одним из главных маркирующих горизонтов практически в пределах всего полуострова к северу от вулкана Ксудач [9,33]. От стратиграфически близких ему пеплов вулканов Шивелуч и Опала (ОП) он отличается низким содержанием К2О и отсутствием роговой обманки и биотита. Пирокластические потоки извержения КС1 достигали длины 20 км; их отложения заполнили все долины на склонах вулкана за исключением южного сектора, где они экранировались высокими бортами более старых кальдер. Вблизи вулкана потоки, слившись между собой, образовали обширный пирокластический покров (рис.8). Общий объем отложений пирокластических потоков составил около 4 км3. В результате извержения возникла кальдера обрушения размером 4х6,5 км с объемом полости 6,5-7 км3. Сразу после образования кальдеры в ней вырос небольшой экструзивный купол. Через короткое время (не более 100 лет) здесь начал формироваться стратовулкан конус Штюбеля. Последствия извержения КС1 (как и других кальдерообразующих извержений) для Камчатки можно оценить как экологическую катастрофу. Так, при описанном извержении Ксудача минимальная площадь уничтожения всего живого составила около 500 км2. Растительность была серьезно повреждена на площади порядка 12000 км2.

Рис. 7

Формирование кальдеры IV на вулкане Ксудач связано с двумя сближенными во времени извержениями КС2 и КС3, которые произошли соответственно ~6000 14С л.н. (~ 4900 лет до н. э.) и ~6130 14С л.н. ( ~ 5050 лет до н. э.). Из этих извержений к настоящему времени лучше изучено извержение КС2. Оно началось мощными взрывами с дроблением субстрата и формированием грубообломочных брекчий [23]. Образовавшиеся затем пирокластические потоки распространялись по долинам рек северного склона, длина их достигала 10 км (они были вдвое короче, чем потоки извержения КС1), объем отложений составил около 2 км3. Ось пеплопада была направлена на северо-восток [23,33]. Тефра прослежена на расстояние около 400 км и ее мощность в разрезах в районе Кроноцкого озера составляет 1 см. Отличительной особенностью тефры КС2, наряду с низким содержанием К2О и отсутствием роговой обманки, является повсеместный андезитовый состав. Вблизи борта кальдеры бомбовая тефра этого извержения при мощностях 5-8 м спекалась с образованием игнимбритов-агглютинатов.

Во время извержения КС3, которое предшествовало вышеописанному, пирокластические потоки распространялись по р.Теплая и долинам северо-западного склона вулкана. Тефра этого извержения изучена вблизи вулкана, где она представлена дацитовыми и риолитовыми бомбами и лапилли белой шелковистой пемзы. Ось пеплопада была направлена на запад. Можно ожидать, что пепел КС3 залегает в донных осадках Охотского моря. В результате мощного выноса пирокластики во время извержений КС2 и КС3 возникла кальдера обрушения размером 5х6 км. Затем в ней сформировалась серия экструзивных дацитовых куполов, включающая экструзию Парящий Утес.

Рис. 8

Самая ранняя голоценовая кальдера Ксудач - кальдера III - сформировалась в ходе извержения КС4 8800 14С л.н. (~ 7900 лет до н.э.). Ювенильный материал извержения представлен тефрой и отложениями пирокластических потоков. Ось пеплопада была направлена на юго-запад. Тефра этого извержения четко прослеживается до широты вулкана Ильинский, где она перекрывается мощными пирокластическими отложениями, связанными с формированием кальдеры Курильское озеро-Ильинская. Крупные бомбы в местах их максимального скопления вблизи центра извержения спекаются и образуют игнимбриты-агглютинаты, аналогичные таковым для извержения КС2. Пирокластические потоки отмечены в долине р.Теплая и на северо-восточном склоне вулкана. Общий объем ювенильного материала извержения составляет 1,5-2 км3. В ходе извержения происходили также мощные взрывы с разрушением субстрата и формированием грубообломочных брекчий [23]. В результате извержения КС4 сформировалась кальдера III. Ее точные границы и конфигурация не могут быть установлены из-за того, что этот участок был кардинально преобразован при формировании более молодых кальдер. Предполагаемый поперечник кальдеры 2-3 км.

    продолжение
1 2 3    

Добавить реферат в свой блог или сайт
Удобная ссылка:

Завантажити реферат безкоштовно
подобрать список литературы


Сильные и катастрофические эксплозивные извержения на Камчатке за последние 10 тысяч лет


Постійний url цієї сторінки:
Реферат Сильные и катастрофические эксплозивные извержения на Камчатке за последние 10 тысяч лет


Разместите кнопку на своём сайте:
Рефераты
вгору сторінки


© coolreferat.com | написать письмо | правообладателям | читателям
При копировании материалов укажите ссылку.