Кампанское извержение игнимбрита - Campanian Ignimbrite eruption

Кампанское извержение игнимбрита
Pozzuoli NASA ISS004-E-5376 added names.jpg
ВулканФлегрейские поля
Дата37 330 до н. Э.
ТипУльтраплинианский
Место расположенияНеаполь, Кампания, Италия
40 ° 49′37 ″ с.ш. 14 ° 08′20 ″ в.д. / 40,827 ° с. Ш. 14,139 ° в. / 40.827; 14.139Координаты: 40 ° 49′37 ″ с.ш. 14 ° 08′20 ″ в.д. / 40,827 ° с. Ш. 14,139 ° в. / 40.827; 14.139
VEI7
Phlegraean Fields is located in Italy
Phlegraean Fields
Флегрейские поля
Место извержения

В Кампанское извержение игнимбрита (CI, также CI Super-eruption) было крупным извержением вулкана в Средиземноморье в конце Четвертичный, классифицируется как 7 на Индекс вулканической эксплозивности (ВЭИ).[1][2] Событие было приписано вулкану Архифлегрео, кальдере шириной 13 километров (8,1 мили) Флегрейские поля, расположенный в 20 км (12 миль) к западу от Гора Везувий под западной окраиной г. Неаполь и Залив Поццуоли, Италия.[3] Оценки даты, величины и количества выброшенного материала значительно различались в течение нескольких столетий исследований. Это относится к наиболее значительным вулканическим событиям, возникшим в Кампанская равнина, так как это одна из самых сложных вулканических структур в мире. Однако продолжающиеся исследования, совершенствование методов и накопление вулканологических, геохронологических и геохимических данных привели к еще более точному датированию.[4]

Самая последняя датировка определяет событие извержения в 39,280 ± 110 лет. BP[5] и результаты 3D моделирования рассеивания золы, опубликованные в 2012 г.[6] заключил эквивалент плотной породы (DRE) 181–265 км3 (43–64 у.е. миль)[1] и выбросы рассредоточены на площади около 3700000 км2 (1,400,000 квадратных миль). Точность этих чисел имеет значение для морских геологов, климатологов, палеонтологов, палеоантропологов и исследователей смежных областей, поскольку событие совпадает с рядом глобальных и локальных явлений, таких как широко распространенные разрывы в археологических последовательностях, климатические колебания и биокультурные модификации. .[7]

Этимология

Период, термин Кампанский относится к Кампанская вулканическая дуга расположены в основном, но не исключительно в область, край из Кампания в южная италия что простирается на зона субдукции созданный конвергенцией Африканский и Евразийские плиты.[8] Не следует путать с позднемеловым этапом. Кампанский.

Слово игнимбрит был придуман новозеландским геологом Патрик Маршалл из латинский игнис (огонь) и имбер (душ)) и -ite. Означает отложения, которые образуются в результате пирокластический извержение.[9]

Фон

Основная статья: Флегрейские поля
Сольфатара Поццуоли

В Флегрейские поля (Итальянский: Кампи Флегрей "горящие поля"[а])[10] Кальдера представляет собой вложенную структуру диаметром около 13 км (8,1 мили).[11] Он состоит из более древней кампанской кальдеры игнимбритов и более молодой неаполитанской желтой кальдеры. Туф кальдера и широко разбросанные подводные и подводные жерла, из которых произошли самые недавние извержения. Поля сидят на Плиоцен - Четвертичная область растяжения с разломами, которая простирается с северо-востока на юго-запад и с северо-запада на юго-восток от окраины Апеннин упорный ремень. Последовательность деформации разбита на три периода.[12]

Флегрейские периоды

  • В Первый период, которое включает Кампанское извержение игнимбритов, было самой решающей эпохой в геологической истории Флегрейских полей. Начиная с более чем 40 000 лет назад, когда образовалась внешняя кальдера, последующие кальдеры обрушились, и повторяющаяся вулканическая активность имела место на ограниченной территории.[13]
  • Вовремя Второй период, чем меньше Неаполитанский желтый Туф извержение (Неаполитанский желтый туф или NYT) произошло около 15 000 лет назад.
  • Извержения Третий период произошли в течение трех интервалов между 15000 и 9500 лет назад, 8600 и 8200 лет назад и с 4800 до 3800 лет назад.[14]

Магматический очаг сооружения остается активным, поскольку Solfataras, горячие источники, выбросы газов и частые эпизоды крупномасштабных подъемно-спусковых деформаций грунта (Брадисейсизм ) происходят.[15][16]

В 2008 году было обнаружено, что Флегрейские поля и Гора Везувий имеют общий магматический очаг на глубине 10 км (6,2 мили).[17]

Вулканическая природа региона была признана с Античность, исследовали и изучали на протяжении многих веков. Методические научные исследования начались в конце 19 века. Камень из желтого туфа интенсивно добывался на протяжении веков, в результате чего остались большие подземные полости, служившие акведуками и цистернами для сбора дождевой воды.[18]

В 2016 году итальянский Вулканологи объявил о планах пробурить зонд на глубине 3 км (1,9 мили) во Флегрейские поля через несколько лет после 2008 г. Проект глубокого бурения Кампи Флегрей целью которого было пробурить диагональную скважину длиной 3,5 км (2,2 мили) для отбора проб горных пород и установки сейсмического оборудования. Проект был приостановлен в 2010 году из-за проблем с безопасностью.[19]

Эруптивная последовательность

Схема Плиниевское извержение. (ключ: 1. Пепельный шлейф 2. Магматический канал 3. Вулканический пепел дождь 4. Слои лава и пепел 5. Страта 6. Магматическая камера ).

Извержение CI было интерпретировано как крупнейшее извержение вулкана в Европе за последние 200 000 лет.[20] Тефра отложения указывают на две отдельные фазы формирования плюма: Плинианский и ко-игнимбрит, характеризующийся множеством кальдера -образующие высыпания.[21]

Плинианская фаза

Факты свидетельствуют о том, что извержение было единичным, продолжительностью от 2 до 4 дней.[22] Это было вызвано резкими изменениями в составе, свойствах и физическом состоянии расплава или избыточным давлением в магматическом очаге. Извержение началось с фреатомагматический взрывы, за которыми последовала колонна плинианского извержения, питаемая одновременным извлечением двух слоев магмы. В результате образовавшийся шлейф пепла оценивается в высоту 70 км (43 мили). По мере того, как постепенно формировался нестабильный пульсирующий столб, питаемый только наиболее развитой магмой из-за восходящей миграции поверхности фрагментации, снижения скорости извержения магмы и / или активации трещин, плинианская фаза закончилась. Выбросы состояли из пемза и темная вулканическая порода (шлак ). В мафический минералы покрывают меньшие площади, чем более кислые элементы, что также указывает на уменьшение взрывоопасности в ходе извержения. В колонна извержения вызвали крупные отложения пемзы к востоку от области источника.[23]

Пирокластические токи плотности

Первоначальное извержение сопровождалось обрушением кальдеры и большим пирокластический поток, питаемый верхним слоем магмы, единый поток с латеральными вариациями в обоих пемза и каменный фрагменты, покрывающие площадь 30 000 км22 (12 000 кв. Миль). Течения, которые двигались на север и юг, вышли за пределы горных хребтов высотой 1000 метров (3300 футов) и пересекли Неаполитанский залив над морем, уничтожив все живое в радиусе примерно 100 км (62 миль).[24][25] Текстурные и морфологические особенности отложений, а также их распределение по площади позволяют предположить, что извержение имело тип сильно расширенного низкотемпературного пирокластического облака.

Последовательность пирокластики от основания до вершины:

  • плотно сваренный игнимбрит и богатый камнем брекчии
  • спеченный игнимбрит, низкосортный игнимбрит и богатая камнем брекчия
  • богатая камнем брекчия и агглютинат брызг (см. Вулканический конус )
  • низкосортный игнимбрит[26][27]

Игнимбритовое месторождение

Игнимбрит

В игнимбрит серый, плохо или умеренно свариваемый, почти насыщенный калиевый трахит, похожий на многие другие трахиты четвертичной вулканической провинции Кампания. Он состоит из пемзы и каменных фрагментов в расстеклованной матрице, содержащей санидин, меньший плагиоклаз, окаймленный санидином, два клинопироксены, биотит, и магнетит. Обрушение колонки, породившее обширное месторождение игнимбритов, скорее всего, произошло из-за увеличения Массовая скорость извержения (MER), (видеть Колонка извержения ).[28]

Прилегающая территория была полностью засыпана толстыми слоями пирокластических обломков, вулканических блоков, лапилли и ясень. Две трети Кампания затонул под слоем туфа толщиной 100 м (330 футов). Более крупные месторождения игнимбритов, состоящие в основном из трахитового пепла и пемзы, занимают площадь не менее 6095 км2.2 (2353 квадратных миль),[1] охватывая большую часть южной части итальянского полуострова и восточные Средиземноморье область, край.[29][30]

Расчеты измерений толщины пепла, проведенные на 115 участках, и трехмерная модель распространения пепла в сумме дают общее количество выпадающего материала в 300 км.3 из тефра на площади 3700000 км2 (1,400,000 кв. Миль). С учетом оценки объема до 300 км3 (72 куб. Миль) для проксимальных отложений пирокластических течений, общий объем извержения CI составляет 680 км3 (160 куб. Миль), покрывающие большую часть восточного Средиземноморья, и облака пепла, доходящие до центральной России.[31][32] В последней работе был рассчитан объем игнимбрита и обновлен общий объем извержения до 457–660 км.3 (181–265 км3 Эквивалент плотной породы). Этот объем соответствует массе 4,7–6,9 × 1014 кг до 7,7–7,8 баллов и до 7 баллов по шкале VEI.[1]

Глобальное влияние

График распространения отложений во время извержения.

Недавнее событие, датируемое 39 280 ± 110 лет назад, привлекает значительное внимание ученых, поскольку оно знаменует собой временной интервал, характеризующийся биокультурными изменениями в Западной Евразии и широко распространенными разрывами в археологических последовательностях, таких как переход от среднего к верхнему палеолиту. На нескольких археологических памятниках Юго-Восточной Европы пепел разделяет культурные слои, содержащие Средний палеолит и / или древнейшие комплексы верхнего палеолита из слоев, в которых Верхний палеолит промышленности происходят. На некоторых участках месторождение тефры CI совпадает с длительным перерывом в заселении палео-человеком.[33]

Влияние на климат

Климатическая важность извержения была проверена на трехмерной модели аэрозолей в разрезе, моделирующей глобальное аэрозольное облако в ледниковых условиях. По подсчетам авторов, до 450 миллионов килограммов (990 миллионов фунтов) Диоксид серы накапливались бы в атмосфере, понижая температуру по крайней мере на 1-2 градуса по Цельсию (1,8-3,6 градуса по Фаренгейту) на период от 2 до 3 лет. В Генрих событие 4 (H4), название, данное периоду похолодания, характеризующемуся отрывом необычно больших участков льда от полярных ледников, произошедшим около 40000 лет назад, что хорошо задокументировано на Севере. Атлантический океан, хотя его влияние на сушу является предметом постоянных дискуссий.[34]

Влияние на живые организмы

Диоксид серы и выбросы хлоридов вызвали кислотные дожди, частицы, содержащие фтор, попадают в растительный материал, потенциально вызывая стоматологический флюороз, изобилует повреждениями глаз, легких и органов в популяциях животных.[35]

Гибель неандертальца

Дальнейшая информация: Вымирание неандертальцев

Извержение совпало также с окончательным падением Неандерталец в Европе. Экологический стресс, вызванный извержением, был приведен в качестве потенциального объяснения исчезновения, а также разрывов в Палеолит общества, хотя только климатические эффекты извержения считаются недостаточными для объяснения гибели неандертальцев в Европе. Идея остается оспариваемой; Тем не менее, некоторые исследования предполагают, что значительное вулканическое похолодание в период сразу после извержения могло серьезно повредить этим и без того опасным популяциям.[36][37]

Биоразнообразие островов

Ледниковый период земной шар

Совместное исследование влияния позднечетвертичного периода. изменение климата о биоразнообразии островов был опубликован в 2016 г. в Природа журнал. Это исследование последствий резких изменений климата для биоразнообразия островов, по-видимому, беспрецедентно. Основанный "остров биогеографический модели рассматривают острова либо как геологически статические с биоразнообразием, возникающим в результате экологически нейтральной динамики иммиграции-вымирания, либо как геологически-динамические с биоразнообразием, возникающим в результате динамики иммиграции-видообразования-вымирания, на которую влияют изменения характеристик островов в течение миллионов лет ». в течение коротких геологических периодов, вероятно, повлияет на уровень моря и вызовет огромные изменения в размере острова, изоляции и связности, на порядки быстрее, чем геологические процессы образования островов ... »Результаты показывают, что« пост-Последний ледниковый максимум (LGM) изменения характеристик островов, особенно их площади, наложили сильный отпечаток на нынешнее разнообразие эндемичных видов ".[38]

Лашамп событие

В 2012 г. GFZ Немецкий исследовательский центр наук о Земле опубликовал исследование вероятных причинно-следственных связей между Магнитное разворот Лашана и извержение, поскольку «керны отложений из Черного моря показывают, что в этот период компас на Черном море указывал бы на юг, а не на север». Доказательства, похоже, ограничены, и публикация больше не является общедоступной.[39]

Смотрите также

Примечания

Сноски
  1. ^ Термин происходит от латинского и греческого языков и указывает на то, что вулканическая природа этого района была хорошо известна с древних времен.

Рекомендации

  1. ^ а б c d Силлени, Аврора; Джордано, Гвидо; Исайя, Роберто; Орт, Майкл Х. (2020). "Масштабы кампанского игнимбритового извержения 39,8 тыс. Лет назад, Италия: методика, неопределенности и ошибки". Границы науки о Земле. 8. Дои:10.3389 / feart.2020.543399. ISSN  2296-6463. S2CID  224274557.
  2. ^ Мастролоренцо, Джузеппе; Палладино, Данило М; Паппалардо, Лючия; Россано, Серджио (5 марта 2016 г.). «Вероятностно-численная оценка опасности пирокластических течений в Кампи Флегрей и городе Неаполь: сценарии с несколькими VEI как инструмент для полномасштабного управления рисками - экстремальное событие VEI 7 Campanian Ignimbrite». PLOS ONE. 12 (10): e0185756. arXiv:1603.01747. Bibcode:2017PLoSO..1285756M. Дои:10.1371 / journal.pone.0185756. ЧВК  5636126. PMID  29020018.
  3. ^ «Вулкан Кампи Флегрей (Флегрейские поля)». ВулканОткрытие. Получено 5 сентября, 2016.
  4. ^ Де Виво, Б. (2001). «Новые ограничения на пирокластические извержения истории Кампанской вулканической равнины (Италия)». Минералогия и петрология. 73 (1–3): 47–65. Bibcode:2001MinPe..73 ... 47D. Дои:10.1007 / s007100170010. S2CID  129762185.
  5. ^ Fedele, Francesco G .; Джаччо, Бьяджо; Исайя, Роберто; Орси, Джованни (2003). Вулканизм и атмосфера Земли. Серия геофизических монографий. 139. С. 301–325. Дои:10.1029 / 139ГМ20. ISBN  978-0-87590-998-1. Получено 5 сентября, 2016.
  6. ^ Коста, А. (28 мая 2012 г.). «Количественная оценка распространения вулканического пепла и воздействия супер-извержения кампанского игнимбрита» (PDF). Письма о геофизических исследованиях. 39 (10): н / д. Bibcode:2012GeoRL..3910310C. Дои:10.1029 / 2012GL051605.
  7. ^ «Кампанский игнимбритовый вулканизм, климат и окончательный упадок неандертальцев» (PDF). Калифорнийский университет в Беркли. Получено 20 сентября, 2016.
  8. ^ "Везувий: тектоническая обстановка плит". геология com. Получено 5 сентября, 2016.
  9. ^ "История: Маршалл, Патрик Пейдж 1". Биография Новой Зеландии. Те Ара - Энциклопедия Новой Зеландии. 30 октября 2012 г.. Получено 23 сентября, 2016.
  10. ^ "флегрео". Garzantilinguistica. Получено 20 сентября, 2016.
  11. ^ «Вулкан Кампи Флегрей, Кампания». SRV. Получено 20 сентября, 2016.
  12. ^ «Флегрейские поля, Италия». Мир вулканов Орегон. Получено 20 сентября, 2016.
  13. ^ «Вулканический риск в Кампи Флегрей: прошлое, настоящее, будущее». Scienza in rete. 2012-10-03. Получено 20 сентября, 2016.
  14. ^ Rybar, J .; Stemberk, J .; Вагнер, П. (2002-01-01). Оползни - Материалы Первой Европейской конференции по оползням - под редакцией Дж. Рыбара, Дж. Штемберка, П. Вагнера. ISBN  9789058093936. Получено 5 сентября, 2016.
  15. ^ "ФЛЕГРЕЙСКИЕ ПОЛЯ ВУЛКАН". ВулканТрек. Получено 20 сентября, 2016.
  16. ^ «Брадисейзм в районе Флегреа». ЮНЕСКО. Получено 20 сентября, 2016.
  17. ^ "Der unsichtbare Supervulkan". STUTTGARTER ZEITUNG. 19 января 2013 г.. Получено 5 сентября, 2016.
  18. ^ ""Неаполь, Везувий и Флегрейские поля "МалКо". ривиста гайд-парк. 21 августа 2013 года. Архивировано с оригинал 23 сентября 2016 г.. Получено 20 сентября, 2016.
  19. ^ "Итальянские ученые пробуривают активный супервулкан". Таинственная вселенная. 5 сентября 2016 г.. Получено 20 сентября, 2016.
  20. ^ «Древнее суперизвержение больше, чем мы думали ... Около 39 000 лет назад произошло самое крупное извержение вулкана, которое Европа видела за последние 200 000 лет». Живая наука. 21 июня 2012 г.. Получено 24 сентября, 2016.
  21. ^ Марти, Алехандро; Фольч, Арнау; Коста, Антонио; Энгвелл, Саманта (17 февраля 2016 г.). «Реконструкция плинианских и ко-игнимбритовых источников крупных вулканических извержений: новый подход к кампанским игнимбритам». Научные отчеты. Springer Nature. 6: 21220. Bibcode:2016НатСР ... 621220М. Дои:10.1038 / srep21220. ЧВК  4756320. PMID  26883449. Получено 20 сентября, 2016.
  22. ^ "Кампи Флегрей". Университет Рома. Архивировано из оригинал 25 декабря 2016 г.. Получено 20 сентября, 2016.
  23. ^ Скарпати, Клаудио; Перротта, Аннамария (2016). «Стратиграфия и физические параметры плинианской фазы кампанского игнимбритового извержения» (PDF). Бюллетень Геологического общества Америки. Università di Napoli. 128 (7–8): 1147. Bibcode:2016GSAB..128.1147S. Дои:10.1130 / B31331.1. Получено 20 сентября, 2016.[постоянная мертвая ссылка ]
  24. ^ «От Неаполитанского залива до реки Дон: извержение кампанского игнимбрита и переход от среднего к верхнему палеолиту в Восточной Европе» (PDF). Журнал эволюции человека. Получено 20 сентября, 2016.
  25. ^ Fedele, Francesco G .; Джаччо, Бьяджо; Исайя, Роберто; Орси, Джованни (2002). «Влияние на экосистему кампанского извержения игнимбритов в Европе в позднем плейстоцене». Четвертичное исследование. 57 (3): 420–424. Bibcode:2002QuRes..57..420F. Дои:10.1006 / qres.2002.2331. Получено 5 сентября, 2016.
  26. ^ Barberi, F .; Innocenti, F .; Lirer, L .; Munno, R .; Pescatore, T .; Сантакроче Р. (1978). «Кампанский игнимбрит: крупное доисторическое извержение в Неаполитанской области (Италия)». Бюллетень Volcanologique. 41 (1): 10. Bibcode:1978Б Том ... 41 ... 10Б. Дои:10.1007 / BF02597680. S2CID  129252851.
  27. ^ Rosi, M .; Vezzoli, L .; Aleotti, P .; Де Цензи, М. (1996). «Взаимодействие между обрушением кальдеры и динамикой извержения во время извержения кампанского игнимбрита, Флегрейские поля, Италия». Вестник вулканологии. 57 (7): 541. Bibcode:1996BVol ... 57..541R. Дои:10.1007 / BF00304438. S2CID  128796526.
  28. ^ «Кампанская игнимбильмость большого пирокластического потока - заселение кампанского игнимбрита, Италия». Калифорнийский университет в Санта-Барбаре. Получено 22 сентября, 2016.
  29. ^ Rosi, M .; Vezzoli, L .; Aleotti, P .; Де Цензи, М. (1996). «Взаимодействие между обрушением кальдеры и динамикой извержения во время извержения кампанского игнимбрита, Флегрейские поля, Италия». Вестник вулканологии. 57 (7): 541. Bibcode:1996BVol ... 57..541R. Дои:10.1007 / BF00304438. S2CID  128796526.
  30. ^ "Eine extrem kurze Umpolung des Erdmagnetfeldes, Klimaschwankungen und ein Supervulkan ... vor 39400 Jahren, in den untersuchten Sedimenten dokumentiert. Die Asche dieses Ausbruchs, bei dem etwa 350 Kubik-Kilometer a Wurgenorf ..." (на немецком). Informationsdienst Wissenschaft e. В. / Археология и предыстория. 16 октября 2012 г.. Получено 5 сентября, 2016.
  31. ^ Engwell, S.L .; Sparks, R. S .; Кэри, S .; Аспиналл, В. (2011). «Кампанское извержение игнимбритов: определение характеристик извержения из отдаленных подводных отложений». Тезисы осеннего собрания AGU. 51: V51F – 2565. Bibcode:2011AGUFM.V51F2565E.
  32. ^ «Возможно, более разрушительно, чем считалось ранее». MAX-PLANCK-GESELLSCHAFT, MÜNCHEN. 20 июня 2013 г.. Получено 24 сентября, 2016.
  33. ^ «Событие Генриха 4, характеризуемое наземными прокси в юго-западной Европе» (PDF). пролезть через сеть. Получено 5 сентября, 2016.
  34. ^ Блэк, Бенджамин А .; Нили, Райан Р .; Манга, Майкл (11 февраля 2015 г.). «Кампанский игнимбритовый вулканизм, климат и окончательный упадок неандертальцев». Геология. 43 (5): 411–414. Bibcode:2015Гео .... 43..411Б. Дои:10.1130 / G36514.1.
  35. ^ Шульц, Колин (18 июня 2012 г.). "Итальянское супер-извержение больше, чем предполагалось". Eos Транзакции. физ орг. 93 (30): 298–299. Bibcode:2012EOSTr..93X.298S. Дои:10.1029 / 2012EO300025. Получено 5 сентября, 2016.
  36. ^ "Чем занимаются эти проклятые неандертальцы сейчас?". Антропология на практике. 11 октября 2010 г.. Получено 20 сентября, 2016.
  37. ^ «Неужели извержение вулкана убило неандертальцев?». Наука для писателей. 25 марта 2015 г.. Получено 20 сентября, 2016.
  38. ^ Вайгельт, Патрик (7 апреля 2016 г.). «Позднечетвертичное изменение климата формирует биоразнообразие островов». Природа. 532 (7597): 99–102. Bibcode:2016 Натур 532 ... 99 Вт. Дои:10.1038 / природа17443. PMID  27027291. S2CID  4459839.
  39. ^ «Ученые связывают перемагничивание, изменение климата и супервулкан с одним и тем же периодом времени». Эволюционные скачки. 17 октября 2012 г.. Получено 20 сентября, 2016.

внешняя ссылка