Айра Кальдера - Aira Caldera

Айра
Айра
	姶良カルデラ
	Радиолокационное изображение с космический шатл Айра Кальдера в 1999 году, с Сакурадзима в бухте, образованной кальдерой
Высшая точка
Высота	1117 кв.м.
Координаты	31 ° 40′01 ″ с.ш. 130 ° 40′01 ″ в.д. / 31,667 ° с.ш.130,667 ° в.Координаты: 31 ° 40′01 ″ с.ш. 130 ° 40′01 ″ в.д. / 31,667 ° с.ш.130,667 ° в.
География
	Айра Кагосима, Япония
Геология
Возраст рока	22000 лет
Горный тип	Кальдера; Вулкан Сомма
Последнее извержение	2020

Айра Кальдера гигантский вулканический кальдера который расположен на южной оконечности Кюсю, Япония. Считается, что он образовался более 22000 лет назад в результате череды пирокластические волны. В настоящее время здесь проживает более 900 000 человек. Кроме того, кальдера Айра является домом для уникальной и разнообразной флоры и фауны, которая акклиматизировалась к ее окружающей среде, включая Махилус Тунбергии и Японская черная сосна («Отношения с природой», без даты). Кальдера также является домом для Гора Киришима, группа стратовулканы в северной части кальдеры. Самый известный и активный из вулканов горы Киришима - это Shinmoedake.

Айра Кальдера имеет основную магматическая камера который связан с магматической системой Киришима. Это позволило магме из кальдеры проникнуть в стратовулкан. Сакурадзима, заставляя его со временем расширяться. Таким образом, Сакурадзима вызвала серию катастроф, таких как извержение в 1914 году, в результате которого погибло 58 человек (Университет Бристоля, (2016)), а магматический очаг затопил на 60 см (Remy et al., 2007).

История

Место расположения

Кальдера Айра расположена на Кюсю, самом южном острове Японии. Пик супервулкана на высоте 1117 м.³ (Айра, Япония, без даты). Это самая активная кальдера Японии с сотнями мелких извержений вулканов, происходящих каждый год.

Первое крупное извержение, произошедшее примерно 22000 лет назад, привело к тому, что огромное количество магмы проникло в близлежащую землю. Так возникла кальдера Айра. Извержение также способствовало формированию 200-метровой глубины. Кинко Бэй которые образовались после попадания морской воды в этот район. («О нас», без даты)

Кальдера Айра окружена крупным городом Кагосима с населением> 900 000 человек. Жители не возражают против небольших извержений, потому что у них есть меры по защите. Например, школьники должны носить каски для защиты от падающих обломков («О нас», без даты). Кроме того, была создана система предотвращения стихийных бедствий с лучшей в мире высокотехнологичной системой мониторинга вулканов. В настоящее время кальдера находится под пристальным наблюдением Исследовательского центра вулкана Сакурадзима, который является частью Университета Киото и Научно-исследовательского института по предотвращению стихийных бедствий («Айра Кальдера», без даты). Это обеспечивает безопасность жителей и обеспечивает мирное сосуществование с людьми Кагосимы и активной кальдеры.

Геологические предпосылки

Кальдера Айра образовалась 22000 лет назад после масштабных пирокластических волн. Извержение кальдеры способствовало ее образованию, создавая ее общую площадь 17 х 23 км. Формирование Aira Caldera началось с Плинианская пемзовая сыпь и быстро последовал окисленный пирокластический поток Цумая (Aramaki, S. 1984). Обломки породы фундамента и пемзовые материалы в результате сильного взрыва сформировали пирокластический поток Ито примерно в 300 км.³ в томе (Арамаки, С. 1984). Кальдера известна своими гравитационными аномалиями, которые привели к образованию воронкообразной формы пластов.

Считается, что причиной такой крупномасштабной области жерла является то, что кальдера испытала более 140 км.³ магмы за короткий промежуток времени (Aramaki, S. 1984). Однако свидетельства создания вентиляционной зоны трудно содержать, потому что большая часть свидетельств находится под водой.

Структура кальдеры известна своей уникальностью. Он отличается от типичного Кальдера типа Валлес чьи определяющие характеристики включают кольцевую трещину, которая действует как канал для крупномасштабного пирокластического потока (Aramaki, S. 1984). В кальдере Айра нет таких доказательств разрыва кольца типа Валлеса.

Перед начальным извержением 22000 лет назад здесь был «широкий и мелкий бассейн почти такого же размера, как нынешняя кальдера Айра, [которая] занимала северную оконечность залива с переходом с востока на запад» (Aramaki, S. 1984). Бассейн отделен от остальной части залива хребтом, который находится на высоте 300-500 м над уровнем моря. Топография включает очертания более старой кальдеры, что позволяет предположить, что существовал пирокластический поток, предшествовавший формированию современной кальдеры Айра.

Даты активности извержения кальдеры Айра находились примерно между «34 500 лет до н.э. и 16 500 лет до н.э. (Sato et al., 1972)» (Aramaki, S. 1984). Первым этапом деятельности стал Пемзовый водопад Осуми (названный так потому, что пемзовый водопад простирался на полуостров Осуми). Это отреагировало на большую плинианскую колонну и распространило слои пемзы и золы на юге Кюсю. Однако здесь отсутствует стратификация. Пемза Осуми в основном однородна, «за исключением общей обратной сортировки» (Aramaki, S. 1984).

Выше месторождения пемзовых отложений Осуми образовалось месторождение пирокластических потоков Цумая. Он считается интересным для противопоставления пирокластического потока Ито, потому что он полностью заключен в пределах до-Айрского бассейна. Пирокластический поток Ито распространяется за пределы бассейна, а также занимает его внутри.

Пирокластический поток Цумая похоронил топографию до Айры, такую как коробчатые каньоны (образованные более древними отложениями пирокластических потоков). Максимальная толщина кальдеры составляет 130 м в районе Кокубу, а средняя толщина составляет 30 м или меньше (Aramaki, S. 1984). Пирокластический поток Цумая состоял из «бледно-розовато-коричневой стеклянной матрицы, содержащей небольшое количество пемзы и каменных фрагментов» (Aramaki, S. 1984), что предполагает, что пемза Осуми падала, а пирокластический поток Цумая происходил из одного и того же источника. Между пирокластическим потоком Цумая и началом формирования кальдеры была только «геологически очень короткая пауза» (Aramaki, S. 1984).

Вулканическая активность

Взаимосвязь между магматическими системами Айры и Киришимы

Кальдера Айра - одна из самых активных и опасных кальдер в мире. Здесь находятся вулканы Киришима, группа действующих вулканов в северной части кальдеры Айра. Один из этих вулканов, Синмоэдаке, вызвал два сильных магнитофреатических извержения, разделенных почти 300 годами. Начиная с декабря 2009 г. были замечены активные погружения и инфляция перед вспышкой. Затем с 19 по 31 января произошла серия субплинских событий (Brothelande E., et al, 2018). Первая фаза (кульминация извержения) сопровождалась сильной коэруптивной дефляцией.

Кальдера Айра может реагировать на небольшие извержения, происходящие из общего водоема. Однако не все вулканические системы связаны постоянно, поскольку пути магмы открываются и закрываются. Связь между Арией и Киришимой представляет собой ярчайший пример взаимосвязи вулканов, выявленный геодезическим мониторингом. Раздувание одного вулкана может увеличить вероятность извержения соседнего вулкана. Субдукция Филиппинская морская плита под Евразийская плита является причиной активного вулканизма (Brothelande E., et al, 2018).

Кальдера Айра и хранилище магмы Киришимы связаны туннелями, простирающимися по горизонтали на десятки километров, что можно объяснить наличием горячих точек (Brotherlande и др., 2018). Однако вулканические системы не всегда связаны, поскольку пути магмы открываются и закрываются. Например, вертикальное соединение Shinmoedake было закрыто примерно на 300 лет до повторной активации.

Изменения в объеме для систем Айра и Киришима предполагают, что у них были разные периоды инфляции и дефляции. Между 2009 и 2013 годами в системе Aira наблюдалась инфляция. Однако после извержения вулкана Киришима в 2011 году в системе Айра произошла дефляция. Это была единственная дефляция кальдеры Айра в период с 2009 по 2013 год (Brothelande E., et al, 2018).

Инфляция кальдеры Айра

Хранилище магмы под кальдерой Айра поступает в стратовулкан Сакурадзима, расширяясь со временем. Однако были моменты, когда камера сдувалась в результате извержений, в результате чего создавалось давление, которое нельзя объяснить изменениями напряжения. Таким образом, это было описано как следствие выхода магмы из системы Айра, когда Киришима пополнялась. Ярким примером является извержение Сакурадзима в 1914 году (примерно 1,5 км³ в объеме), в результате чего магматический очаг опустился на 60 см. В результате извержения погибло 58 человек (Бристольский университет, 2016). По словам доктора Джеймса Хики и его соавторов, чтобы извергнуть такое количество магмы, потребуется приблизительно 130 лет для повторного заполнения камеры. Доктор Хики заявил, что «эти результаты стали возможными благодаря объединению данных из различных методов мониторинга и их применению к новым методам численного моделирования, отойдя от старых методов моделирования, которые использовались с 1950-х годов». (Бристольский университет, 2016 г.).

Тем не менее, есть непрерывные измерения движения грунта, которые указывают на то, что область в настоящее время раздувается. Последние измерения деформации GPS, объединенные с геофизическими данными и компьютерное моделирование 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 магматический очаг с большей скоростью, чем извергается вулкан Сакурадзима. Резервуар расширяется каждый год и составляет 14 млн м3.³ д-р Харухиса Накамичи, доцент Исследовательского института по предотвращению стихийных бедствий Киотского университета и соавтор, сказал: «Прошло уже 100 лет с момента извержения 1914 года. До следующего ожидаемого большого извержения осталось более 30 лет, городское управление Кагосимы подготовило новые планы эвакуации из Сакурадзимы после опыта эвакуации во время кризиса в августе 2015 года ». (Бристольский университет, 2016 г.)

Группа ученых во главе с доктором Домиником Реми использовала радар с синтезированной апертурой (SAR), чтобы определить уровни инфляции кальдеры Айра над городским районом Кокубу. Они заметили изменение рисунка на поверхности Кокубу. С помощью модели деформационного поля кальдеры прогнозируется «максимальное увеличение объема на 203-106 м.³ между 1995 и 1998 годами. По их расчетам, инфляция составила примерно 70 мм в центре кальдеры и 40 мм в южной части города Кокубу (Remy D., 2007).

Ботаника и дикая природа

Ботаника кальдеры Айра способна возобновить рост после извержения. Machilus Thunbergii и японская черная сосна - это два вида, которые произрастают дальше всего от центра кальдеры. Эти растения способны к повторному заселению; однако они не могут противостоять мусору и пемзе после извержения. В Eurya japonica и Alnus firma может быть найден посередине между самой дальней точкой кальдеры и ее пиком. Они могут вырасти после извержения и противостоять его разрушению больше, чем самая удаленная растительность. На пике кальдеры японцы Пампасная трава и Горчица расположены. Они быстро реагируют на извержение и при отрастании образуют луг из мхов и лишайников. Тем не менее, на восстановление леса уходит много лет. Это позволяет людям наблюдать за изменениями растительности в результате различных извержений в разные эпохи.

Залив Кинко расположен в Кагосиме недалеко от вулкана Сакурадзима. Это дом для многих диких животных; включая 1000 различных видов рыб, а также редких существ, таких как Сацумахаоримуши («О нас», без даты). На дне моря можно найти редкие металлы и дымоход. Залив Кинко хорошо известен дикими дельфинами, которые часто населяют этот район, и в настоящее время является туристической достопримечательностью.