Вулканы

Маары и фреатические извержения

Маары и фреатические извержения



Маар - это вулканический кратер, который образуется, когда магма соприкасается с грунтовыми водами, вызывая паровой взрыв.

Укинрек Маар: Вид на Восточный кратер Макин-Укинрек, образовавшийся в апреле 1977 года во время 10-дневного извержения. Это извержение предоставило исследователям редкую и самую последнюю возможность наблюдать образование маара в результате вулканической активности. (А) Вертикальный вид кратера, ширина которого составляет около 300 метров. Не виден 49-метровый купол лавы в кратере, который теперь покрыт водой. Земля, окружающая кратер, покрыта тефрой на этой фотографии, сделанной в июле 1990 года Службой охраны рыб и дикой природы. Увеличить. (В) Фотография фреатомагматического извержения и шлейфа, сделанная во время извержения в апреле 1977 года. Изображение Геологической службы США. Увеличить. (С) Вид на юго-восточную стену кратера с отложениями слоистой тефры, образовавшимися во время извержения 1977 года. Около 15 метров тефры покрывают тонкий слой ледников, пока он не покроет отложения пепловых потоков, образовавшиеся в результате более раннего извержения в кальдере Угашик. Изображение Геологической службы США. Увеличить. 1

Диаграмма Маара: Вид в поперечном разрезе через маар, показывающий диатрему, выкопанную фреатомагматическими взрывами, туфовое кольцо тефры, которое окружает кратер, и то, как из-за уровня грунтовых вод образовалось озеро в кратере.

Многие из взрывных извержений Килауэа до 1924 года, которые вызывали значительные отложения золы, вероятно, произошли, когда кратер на вершине вулкана был настолько глубоким, что его дно было ниже уровня грунтовых вод, позволяя подземным водам просачиваться, образуя озеро. Всякий раз, когда магма вспыхивала в воде озера, возникали сильные взрывы пара и вулканических газов, разбивая магму на крошечные частицы пепла и выталкивая из кратера быстро движущиеся, чрезвычайно горячие пепельные облака (пирокластические волны). Изображение и подпись USGS.

Что такое Маар?

Маар - это неглубокий вулканический кратер с крутыми сторонами, окруженный отложениями тефры. Осаждения тефры наиболее толстые вблизи кратера и уменьшаются с расстоянием от кратера.

Маар образуется в результате одного или нескольких подземных взрывов, которые происходят, когда горячая магма вступает в контакт с неглубокими грунтовыми водами, чтобы вызвать сильный паровой взрыв. Эти взрывы сокрушают вышележащие камни и запускают их в воздух вместе с паром, водой, пеплом и магматическим материалом. Материалы обычно перемещаются прямо в воздух и падают обратно на Землю, образуя отложения тефры, которые окружают кратер. Если тефра литифицируется, она станет магматической породой, известной как туф.

Tuff: Если тефра, окружающая маар, литифицируется, она станет породой, известной как «туф». Туф состоит из фрагментов породы и больших кусков тефры в виде матрицы вулканического пепла. Изображение Ролл Стоун из Викимедиа.

Дно кратера маара обычно находится ниже первоначальной поверхности земли. После извержения приток подземных вод часто превращает кратер в мелкое озеро.

Большинство мааров имеют диаметр от нескольких сотен до тысячи метров и глубину менее ста метров. Самыми крупными маарами в мире являются маспы Эспенберга на Сьюардском полуострове Аляски. Эти маары имеют ширину до 8000 метров и глубину до 300 метров. Они сформировались в плейстоцене, когда восходящая базальтовая магма столкнулась с мерзлой мерзлотой. Считается, что медленный, но устойчивый запас воды из вечной мерзлоты способствовал огромным размерам этих мааров. 2

Насколько распространены маары?

Мааров гораздо больше, чем думают большинство людей. После шлаковых шишек маары являются вторым наиболее распространенным вулканическим рельефом. 3 Если вы будете искать в базе данных Глобальной программы вулканизма Смитсоновского института, вы сможете найти сотни мааров. 4

Маары недопредставлены как элементы вулканического ландшафта, потому что они имеют небольшие размеры и не имеют скалистого вертикального развития, что сделало бы их устойчивыми к атмосферным воздействиям и эрозии. Поскольку они представляют собой относительно небольшие неглубокие впадины, они могут быть легко заполнены отложениями и не распознаются как вулканические объекты.

Маар близ Дуана, Германия: Первые маары, которые будут описаны, расположены недалеко от Дауна, Германия, на этом аэрофотоснимке Мартина Шильдгена. Изображение используется по лицензии Creative Commons. Увеличить.

Фреатические извержения

Взрывы, которые образуют маар, известны как фреатические взрывы. Частично ими движет огромное и мгновенное изменение объема, которое происходит, когда вода превращается в пар.

При внезапном нагревании один кубический метр воды превращается в 1600 кубических метров пара. Если это происходит под поверхностью Земли, результатом может быть вертикальное извержение пара, воды, пепла, вулканических бомб и каменных обломков. Вулканические конусы, образовавшиеся в результате этих извержений, состоят в основном из выбросов и обычно имеют очень низкий рельеф - всего несколько десятков метров.

Кратер Элеганте: Изображение Landsat кратера Elegante, Сонора, Мексика. Этот маар был создан, когда извержение базальтовой породы произошло в области, где уровень грунтовых вод недостаточно высок, чтобы затопить кратер. Кратер Элеганте является крупнейшим из десяти мааров в области вулкана Пинакате. Увеличить.

Фреатомагматические высыпания

Некоторые магмы содержат огромное количество растворенного газа - иногда до нескольких процентов газа по весу. Этот газ находится под очень высоким ограничивающим давлением, потому что магма находится ниже поверхности Земли. Во время образования маара скала над магматическим очагом обычно разрушается. Это внезапно уменьшает сдерживающее давление на магму и ее растворенный газ. Внезапное снижение давления допускает немедленное и резкое расширение растворенного газа. Магма затем дегазируется, как банка потрясенного пива, когда язычок извлекается. Когда дегазация магмы добавляет взрывную силу, извержение известно как «фреатомагматический».

Не все фреатические и фреатомагматические извержения происходят от взаимодействия горячей магмы с подземными водами. Другие источники воды включают озера, ручьи, океан или таяние вечной мерзлоты.

Маар Информация
1 Вулканы полуострова Аляска и Алеутских островов: коллекция фотографий с описаниями Геологической службы США, доступ к которым в последний раз проводился в январе 2017 года.
2 Самые крупные из известных мааров на Земле, Сьюард, полуостров, северо-запад Аляски: J.E. Beget, D.M. Хопкинс и С.Д. Charron; Арктика, том 49, номер 1, стр. 62-69, 1996.
3 Вулканическое поле Хопи-Баттс: Мэллори Зелавски, статья на веб-сайте Геологической службы Аризоны, доступ к которой был в январе 2017 года.
4 Вулканы Мира: онлайновая база данных, поддерживаемая Глобальной программой вулканизма Смитсоновского института, к которой последний раз обращались в январе 2017 года.

Многократные Взрывы

Маары обычно образуются в результате нескольких взрывов. Первоначально могут быть одновременные взрывы на нескольких глубинах. После первоначальных взрывов подземные воды из окружающих земель начинают сливаться в сторону кратера и разжигают дополнительные взрывы. Они продолжаются до тех пор, пока запасы местных подземных вод не будут исчерпаны или источник магмы не будет исчерпан или охлажден. Извержение 1977 года в кратере Восточный Укинрек Маар, показанное на фотографиях в верхней части этой страницы, состояло из серии взрывов, которые продолжались в течение десяти дней.

Самый большой известный маар

Самым крупным известным мааром на Земле является озеро Маар, расположенное в северной части Сьюардского полуострова Аляска. Это было произведено гидромагматическим извержением, которое произошло приблизительно 17 500 лет назад. Взрыв распространил тефру на площади около 2500 квадратных километров. Тефра имеет толщину несколько десятков метров около маара и уменьшается с расстоянием от маара. 2

Автор: Хобарт М. Кинг, к.т.н.


Смотреть видео: Richat Structure