Вулканический купол

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Вулканический купол вулкана Святой Елены перед извержением, 27 апреля 1980 года
Изображение риолитового лавового купола вулкана Чайтен во время его извержения 2008-2010 гг.
Вид на комплекс куполов Дикого Хребта со стороны Курильского озера.

Вулканический купол (пик, игла) — куполовидное тело, имеющее высоту до 700—800 м и крутые склоны (40° и больше). Образуются в результате выжимания из вулканического канала вязкой лавы[1]. Извержения с образованием куполов — обычное явление, особенно в области границ сходящихся литосферных плит.[2]

Существование лавовых куполов предполагается для некоторых купольных структур на Луне, Венере и Марсе[2], например, на поверхности Марса в западной части Arcadia Planitia или Terra Sirenum.[3][4]

Классификация

Геохимия лавовых куполов может варьировать от основного базальта (например, Семеру, 1946) до кислого риолита (например, Чайтен, 2010), хотя большинство из них промежуточного состава (например, конус Сантьягуито Санта-Марии, дацитово-андезитовый, сегодняшний день)[5]. Вязкая лава является основной причиной формирования купола, поскольку периодически закупоривает магмаподводящий канал, что стимулирует взрывную деятельность вулкана, выделение газов, пирокластических потоков и лавин. Такая высокая вязкость лавы может возникать по причине высокого содержания кремнезема или за счет дегазации флюидной магмы. Так как вязкие базальтовые и андезитовые купола быстро выветриваются и легко распадаются при истечении более жидкой лавы. Большинство сохранившихся куполов имеет высокое содержание кремнезема и состоит из риолитовых или дацитовых пород.

Влодавец в 1954 году ввёл следующую классификацию:

  • Экструзивные купола — не имеющие кратера или канала в теле купола
    • концентрически-скорлуповатые
    • веерообразные
    • скалистые
    • массивные:
      • экструзивные бисмалиты — купола прорыва
      • питоны — пирамидальные купола
      • обелиски
  • Экструзивно-эффузивные — с каналом в теле
    • мамелоны — колоколоподобные
    • натечные
    • натечные с лавовым языком
  • Экструзивно-эксплозивные купола

Комплексы экструзивных куполов

Постройка подобных вулканов целиком состоит из главного экструзивного купола и из нескольких экструзивных куполов на его склонах или в его основании. В России самым крупным комплексом лавовых куполов является вулкан Дикий Гребень (Дикий Хребет) на Камчатке, объём которого составляет 18 км³[6]. К действующим вулканам этого типа относится конус Сантьягуито вулкана Санта-Мария в Гватемале.

Динамика развития купола

Лавовый пик Суфриер-Хиллз до извержения 1997 года

Лавовый купол развивается непредсказуемо, из-за нелинейной динамики, вызванной кристаллизацией и газоотделением из высоковязкой лавы в канале купола[7]. Различают эндогенный или экзогенный рост лавового купола: первое подразумевает увеличение лавового купола из-за притока магмы внутрь купола, а второе относится к дискретным лепесткам лавы, расположенным на поверхности купола[5]. Высокая вязкость, которая не позволяет истекающей из жерла лаве растекаться, создаёт куполообразную форму вязкой лавы, которая затем медленно остывает на месте излива. Сначала образуется твердая корка, впоследствии выдавливаемая вверх; в результате быстрого остывания корка растрескивается, и фрагменты скатываются по склону, образуя характерные осыпи. Внутренняя часть (ядро) вулканического купола охлаждается медленно, с образованием массива лавы. Порой на вершине купола в результате просадки охлажденного материала или снижения уровня лавы в жерле образуется чашеобразная впадина. Купола могут достигать высоты в несколько сотен метров, могут продолжать расти в течение месяцев (например, вулкан Ундзэн), лет (например, Суфриер-Хиллс) или даже столетия (например, вулкан Мерапи). Боковые стороны этих сооружений сложены неустойчивыми каменными обломками. Из-за периодического нарастания давления газа на извергающихся куполах часто могут наблюдаться эпизоды взрывного извержения[8]. Если часть лавового купола разрушается и обнажает магму под давлением, могут образовываться пирокластические потоки[9].

Характеристика извержений лавового купола включают неглубокую, долгопериодическую и гибридную сейсмичность, которая объясняется избыточным давлением флюида в соответствующей вентиляционной камере. Другие характеристики лавовых куполов включают их полусферическую форму купола, циклы роста купола в течение длительных периодов времени и внезапное начало бурной взрывной активности.[10] Средняя скорость роста купола может использоваться в качестве приблизительного показателя притока магмы, но она не имеет корреляционной связи со временем или характеристиками взрывов лавовых куполов.[11].

Распространённость

Около 6% извержений на Земле связаны с образованием лавовых куполов[2]. Вулканические купола встречаются на Мартинике (Мон-Пеле), на Яве (Мерапи), на Камчатке (Безымянный) и др.[1]

Лавовые купола
Название лавового куполаСтранаВулканический районСоставПоследний эпизод извержения
Лавовый купол Ла-СуфриерСент-Винсент и ГренадиныВулканическая дуга Малых Антильских островов2021[12]
Блэк-Батт (округ Сискию, Калифорния)Соединенные ШтатыКаскадная вулканическая дугаДацит9500 лет назад[13]
Лавовые купола КальдерыСоединенные ШтатыГоры ДжемезРиолит50 000 — 60 000 до н.э.

Примечания

  1. ↑ 1 2 Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др. Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра, 1978.
  2. ↑ 1 2 3 Calder, Eliza S. The Encyclopedia of Volcanoes / Eliza S. Calder, Yan Lavallée, Jackie E. Kendrick … [и др.]. — Elsevier, 2015. — P. 343–362. — ISBN 9780123859389. — doi:10.1016/b978-0-12-385938-9.00018-3.
  3. ↑ Rampey, Michael L.; Milam, Keith A.; McSween, Harry Y.; Moersch, Jeffrey E.; Christensen, Philip R. (2007-06-28). "Identity and emplacement of domical structures in the western Arcadia Planitia, Mars". Journal of Geophysical Research. 112 (E6): E06011. Bibcode:2007JGRE..112.6011R. doi:10.1029/2006JE002750.
  4. ↑ Brož, Petr; Hauber, Ernst; Platz, Thomas; Balme, Matt (April 2015). "Evidence for Amazonian highly viscous lavas in the southern highlands on Mars". Earth and Planetary Science Letters. 415: 200—212. Bibcode:2015E&PSL.415..200B. doi:10.1016/j.epsl.2015.01.033. Архивировано 27 октября 2021. Дата обращения: 24 ноября 2021.
  5. ↑ 1 2 Fink, Jonathan H., Anderson, Steven W. Lava Domes and Coulees // Encyclopedia of Volcanoes / Haraldur Sigursson. — Academic Press, 2001. — P. 307–319.
  6. ↑ Вулкан Дикий Гребень (вулкан Каракули, Dikii Greben' Volcano). Дата обращения: 25 марта 2023. Архивировано 25 марта 2023 года.
  7. ↑ Melnik, O; Sparks, R. S. J. (1999-11-04), "Nonlinear dynamics of lava dome extrusion" (PDF), Nature, 402 (6757): 37—41, Bibcode:1999Natur.402...37M, doi:10.1038/46950, S2CID 4426887, Архивировано (PDF) 24 сентября 2015, Дата обращения: 24 ноября 2021 Источник. Дата обращения: 24 ноября 2021. Архивировано 24 сентября 2015 года.
  8. ↑ Heap, Michael J.; Troll, Valentin R.; Kushnir, Alexandra R. L.; Gilg, H. Albert; Collinson, Amy S. D.; Deegan, Frances M.; Darmawan, Herlan; Seraphine, Nadhirah; Neuberg, Juergen; Walter, Thomas R. (2019-11-07). "Hydrothermal alteration of andesitic lava domes can lead to explosive volcanic behaviour". Nature Communications (англ.). 10 (1): 5063. doi:10.1038/s41467-019-13102-8. ISSN 2041-1723. Архивировано 2 ноября 2021. Дата обращения: 24 ноября 2021.
  9. ↑ Parfitt, E.A.; Wilson, L (2008), Fundamentals of Physical Volcanology, Massachusetts, USA: Blackwell Publishing, p. 256
  10. ↑ Sparks, R.S.J. (August 1997). "Causes and consequences of pressurisation in lava dome eruptions". Earth and Planetary Science Letters. 150 (3—4): 177—189. Bibcode:1997E&PSL.150..177S. doi:10.1016/S0012-821X(97)00109-X.
  11. ↑ Newhall, C.G.; Melson., W.G. (September 1983). "Explosive activity associated with the growth of volcanic domes". Journal of Volcanology and Geothermal Research. 17 (1—4): 111—131. Bibcode:1983JVGR...17..111N. doi:10.1016/0377-0273(83)90064-1.)
  12. ↑ Soufrière St. Vincent volcano (West Indies, St. Vincent): twice length and volume of new lava dome since last update. www.volcanodiscovery.com. Дата обращения: 8 апреля 2021. Архивировано 23 марта 2021 года.
  13. ↑ Shasta. Volcano World. Oregon State University (2000). Дата обращения: 30 апреля 2020. Архивировано 11 марта 2020 года.

Ссылки