Περιεχόμενο
- Τι είναι η Καλντέρα;
- Σύμπτυξη Καλντέρα
- Εκρηκτικό Καλντέρα
- Η αλυσίδα Yellowstone Supervolcano & Caldera
- Το Toba Supervolcano
Λίμνη Κάλτεραρα: Μια δορυφορική άποψη της λίμνης Crater, μιας από τις πιο διάσημες καλντέρες στον κόσμο. Η Λίμνη του Κρατήρα σχηματίστηκε περίπου πριν από 7700 χρόνια όταν μια τεράστια ηφαιστειακή έκρηξη του Όρους Μαζάμα αδειάσει ένα μεγάλο θάλαμο μάγματος κάτω από το βουνό. Ο θρυμματισμένος βράχος πάνω από τον θάλαμο του μάγματος κατέρρευσε για να παράγει ένα τεράστιο κρατήρα πάνω από 6 μίλια. Αιώνες βροχής και χιόνι πλήρωσαν την καλντέρα, δημιουργώντας τη Λίμνη του Κρατήρα. Με βάθος 1949 ποδιών (594 μέτρα), η λίμνη Crater είναι η βαθύτερη λίμνη στις Ηνωμένες Πολιτείες και η ένατη βαθύτερη λίμνη στον κόσμο. Η παραπάνω εικόνα δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας δεδομένα Landsat GeoCover από τη NASA. Μεγέθυνση εικόνας.
Τι είναι η Καλντέρα;
Τα Calderas είναι μερικά από τα πιο εντυπωσιακά χαρακτηριστικά της Γης. Είναι μεγάλοι ηφαιστειακοί κρατήρες που σχηματίζονται με δύο διαφορετικές μεθόδους: 1) εκρηκτική ηφαιστειακή έκρηξη, ή, 2) κατάρρευση της επιφανειακής πέτρας σε ένα θάλαμο άδειου μάγματος.
Η συνοδευτική εικόνα είναι μια δορυφορική άποψη ενός από τα πιο διάσημα καλντέρα - Λίμνη Κρατήρα στο Όρεγκον. Η Λίμνη του Κρατήρα σχηματίστηκε πριν από 7700 χρόνια περίπου όταν μια τεράστια ηφαιστειακή έκρηξη του Όρους Μαζάμα αδειάσει ένα μεγάλο θάλαμο μάγματος κάτω από το βουνό. Ο θρυμματισμένος βράχος πάνω από τον θάλαμο του μάγματος κατέρρευσε για να παράγει ένα τεράστιο κρατήρα πάνω από 6 μίλια. Αιώνες βροχής και χιόνι πλήρωσαν την καλντέρα, δημιουργώντας τη Λίμνη του Κρατήρα. Με βάθος 1949 ποδιών (594 μέτρα), η λίμνη Crater είναι η βαθύτερη λίμνη στις Ηνωμένες Πολιτείες και η ένατη βαθύτερη λίμνη στον κόσμο.
Σύμπτυξη Καλντέρα
Συρρίκνωση της μορφής της καλδέρας όταν ένας μεγάλος θάλαμος μάγματος εκκενώνεται από μια ηφαιστειακή έκρηξη ή από μια υποθαλάσσια κίνηση μάγματος. Ο μη υποστηριζόμενος βράχος που σχηματίζει την οροφή του θαλάμου της μάζας καταρρέει στη συνέχεια και σχηματίζει ένα μεγάλο κρατήρα. Η λίμνη του Κρατήρα και πολλές άλλες καλντέρες πιστεύεται ότι έχουν σχηματιστεί από αυτή τη διαδικασία.
Η παρακάτω εικόνα σε τέσσερα βήματα εξηγεί πώς θεωρείται ότι σχηματίστηκε η καλντέρα της Λίμνης του Κρατήρα. Το βίντεο σε αυτή τη σελίδα δείχνει ένα μοντέλο πίνακα για το σχηματισμό καλντέρας. Αυτό θα ήταν μια εξαιρετική δραστηριότητα για τους εκπαιδευτικούς να κάνουν με τους μαθητές τους, ή μπορούν απλά να δείξουν το βίντεο χρησιμοποιώντας την προβολή του υπολογιστή.
Διαδήλωση Caldera: Αυτό το βίντεο δείχνει μια διδακτική δραστηριότητα που δείχνει σαφώς πώς σχηματίζεται μια καλντέρα. Μπορεί να είναι δύσκολο να εξηγήσετε ή να σχεδιάσετε πώς σχηματίζεται μια καλδέρα. Αυτό το επιτραπέζιο μοντέλο είναι μια μεγάλη επίδειξη. Οι εκπαιδευτικοί μπορούν να κάνουν αυτή τη δραστηριότητα με τους μαθητές τους ή απλά να δείξουν το βίντεο στην τάξη χρησιμοποιώντας προβολή υπολογιστή. Dina Venezky και Stephen Wessells, 2010, Πρότυπο επίδειξης Caldera: Έκθεση ανοιχτού αρχείου γεωλογικής έρευνας των Η.Π.Α. 2010-1173.
Εκρηκτικές εκρήξεις στο Kilauea: Πολλές από τις εκρηκτικές εκρήξεις του Kilaueas πριν από το 1924, οι οποίες παρήγαγαν σημαντικές καταθέσεις τέφρας, πιθανότατα συνέβησαν όταν ο κρατήρας κορυφής των ηφαιστείων ήταν τόσο βαθύς ώστε το πάτωμά του ήταν κάτω από το τραπέζι του νερού, αφήνοντας τα υπόγεια ύδατα να εισχωρούν για να σχηματίσουν μια λίμνη. Κάθε φορά που το μάγμα ξέσπασε στο νερό της λίμνης, οι βίαιες εκρήξεις ατμού και ηφαιστειακών αερίων προκάλεσαν το θρυμματισμό του μάγματος σε μικροσκοπικά σωματίδια τέφρας και την οδήγηση από το κρατήρα υπερβολικά θερμών καυσαερίων (pyroclastic surges). Εικόνα και λεζάντα από το USGS.
Διακοπές τέφρας και ελαφρόπετρας: Η κατακλυσμιακή έκρηξη ξεκίνησε από έναν εξαερισμό στη βορειοανατολική πλευρά του ηφαιστείου ως μια πανύψηλη στήλη τέφρας, με πυροκλαστικές ροές που εξαπλώθηκαν στα βορειοανατολικά. Η κατάρρευση της Καλντέρας: Καθώς εκδηλώθηκαν περισσότερα μάγματα, ανοίγονταν ρωγμές γύρω από την κορυφή, η οποία άρχισε να καταρρέει. Σιντριβάνια ελαφρόπετρας και τέφρα περιβάλλουν την καταρρέουσα κορυφή και οι πυροκλαστικές ροές συσπειρώνονται κάτω από όλες τις πλευρές του ηφαιστείου. Εκρήξεις ατμού: Όταν η σκόνη είχε εγκατασταθεί, η νέα καλντέρα είχε διάμετρο 8 μίλια και βάθος 1,6 χλμ. Τα υπόγεια ύδατα αλληλεπιδρούν με καυτές αποθέσεις, προκαλώντας έκρηξη ατμού και τέφρας. Σήμερα: Τις πρώτες εκατοντάδες χρόνια μετά την κατακλυσμιακή έκρηξη, οι ανανεωμένες εκρήξεις έχτισαν το Wizard Island, το Merriam Cone και την κεντρική πλατφόρμα. Το νερό συμπλήρωσε τη νέα καλντέρα για να σχηματίσει τη βαθύτερη λίμνη στις Ηνωμένες Πολιτείες. Εικόνα τροποποιημένη από διαγράμματα στο πίσω μέρος του 1988 USGS χάρτη "Κρατικό Λίμνη Εθνικό Πάρκο και την Περιοχή, Όρεγκον." Επεξήγηση και λεζάντα από τη Γεωλογική Έρευνα των Ηνωμένων Πολιτειών.
Εκρηκτικό Καλντέρα
Εκρηκτικές καλόνες σχηματίζονται όταν πολύ μεγάλοι θάλαμοι μάγματος γεμίζουν με πλούσιο σε πυρίτιο τήγμα και άφθονο αέριο κινούνται προς τα πάνω από το βάθος. Τα πλούσια σε πυριτία μάγματα έχουν πολύ υψηλό ιξώδες που τους επιτρέπει να κρατούν φυσαλίδες αερίου υπό πολύ υψηλές πιέσεις. Καθώς ανεβαίνουν στην επιφάνεια, η μείωση της πίεσης προκαλεί την επέκταση των αερίων. Όταν συμβαίνει διάσπαση, το αποτέλεσμα μπορεί να είναι μια τεράστια έκρηξη που εκτοξεύει μεγάλους όγκους βράχου για να σχηματίσει την καλντέρα. Ορισμένες από αυτές τις εκρήξεις εκτοξεύουν πολλά κυβικά χιλιόμετρα μάγματος και βράχου.
Yellowstone Καλντέρα Αλυσίδα: Η τρέχουσα καλντέρα στο Yellowstone είναι η πιο πρόσφατη σε μια σειρά εκρήξεων που εκτείνεται σε εκατομμύρια χρόνια. Η βορειοαμερικανική πλάκα κινείται δυτικά πάνω σε ένα σταθερό καυτό σημείο. Καθώς η πλάκα κινείται, το hotspot παράγει μια τεράστια έκρηξη (και μια μεγάλη καλντέρα) κάθε λίγα εκατομμύρια χρόνια. Αυτό έχει παραγάγει περιφερειακούς βασαλτικούς λαζών και μια αλυσίδα ομάδων ιερατικής καλδέρας (κύκλους, με ηλικίες σε εκατομμύρια χρόνια) κατά μήκος της διαδρομής του καυτού σημείου του Yellowstone. Εικόνα από το USGS.
Η αλυσίδα Yellowstone Supervolcano & Caldera
Το Εθνικό Πάρκο του Yellowstone είναι παγκοσμίως γνωστό για τους ζεστούς και τις θερμές πηγές. Αυτά τα θερμικά χαρακτηριστικά είναι εύκολο να παρατηρηθούν στοιχεία για ένα ενεργό σύστημα μάγματος κάτω από το Πάρκο. Αυτό το σύστημα μάγματος έχει παραγάγει μερικές από τις μεγαλύτερες ηφαιστειακές εκρήξεις στην ιστορία της Γης - εκρήξεις τόσο μεγάλες που έχουν ονομαστεί "supervolcanoes". Μία από αυτές τις εκρήξεις παρήγαγε μια καλντέρα περίπου 50 μίλια απέναντι από αυτό που αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος του Εθνικού Πάρκου Yellowstone.
Το Toba Supervolcano
Περίπου 73.000 χρόνια πριν η έκρηξη του Toba στο νησί της Σουμάτρας, η Ινδονησία παρήγαγε αυτό που πιστεύεται ότι είναι η μεγαλύτερη εκρηκτική έκρηξη στη Γη τουλάχιστον τα τελευταία 25 εκατομμύρια χρόνια.
Η έκρηξη Toba πιστεύεται ότι έχει αποψιλώσει ένα μεγάλο μέρος της κεντρικής Ινδίας - περίπου 3000 μίλια από τον τόπο έκρηξης. Η έκρηξη θεωρείται ότι έχει εκτοξεύσει περίπου 800 κυβικά χιλιόμετρα τέφρας στην ατμόσφαιρα, παράγοντας έναν κρατήρα μήκους 100 χιλιομέτρων και πλάτους 35 χιλιομέτρων. Ο κρατήρας είναι τώρα ο τόπος της μεγαλύτερης ηφαιστειακής λίμνης στον κόσμο.
Καλντέρα σε άλλους πλανήτες: Σύνθετη καλντέρα στην κορυφή του Olympus Mons Volcano - ένα ηφαίστειο ασπίδας που είναι το ψηλότερο χαρακτηριστικό στον Άρη. Αυτή η καλντέρα είναι πολύ παρόμοια με το συγκρότημα της καλντέρας στην κορυφή του μεγαλύτερου ηφαιστείου ασπίδα της Γης - το ηφαίστειο Mauna Loa στο νησί της Χαβάης. Εικόνα από τη NASA.
Toba Caldera: Εικόνα Landsat GeoCover της καλντέρας που σχηματίστηκε από το Toba Supervolcano. Είναι τώρα η μεγαλύτερη ηφαιστειακή λίμνη στον κόσμο. Η παραπάνω εικόνα δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας δεδομένα Landsat GeoCover από τη NASA. Μεγέθυνση εικόνας.
Το ηφαίστειο Mauna Loa: Καλυμμένη με χιόνια Mokuaweoweo Καλντέρα στην κορυφή του ηφαιστείου ασπίδα Mauna Loa (Mauna Kea στο παρασκήνιο) στο νησί της Χαβάης. Η καλντέρα είναι 3 x 5 χλμ., Βάθος 183 μ. Και εκτιμάται ότι έχει καταρρεύσει πριν από 600-750 χρόνια. Αρκετοί κρατήρες πυθμένα κατά μήκος της ανώτερης νοτιοδυτικής ριζοπαγίδας της Mauna Loa (κάτω δεξιά) σχηματίστηκαν επίσης από την κατάρρευση του εδάφους. Εικόνα και λεζάντα από το USGS. Μεγέθυνση εικόνας.
Aniakchak Καλντέρα στην Αλάσκα: Aniakchak Caldera, που βρίσκεται στην Aleutian Range της Αλάσκας, σχηματίστηκε κατά τη διάρκεια μιας τεράστιας εκρηκτικής έκρηξης που απέβλεπε περισσότερο από 50 χιλιόμετρα3 του μάγματος περίπου 3.450 χρόνια πριν. Η καλντέρα έχει διάμετρο 10 χιλιομέτρων και βάθος 500-1000 μέτρων. Οι επακόλουθες εκρήξεις σχημάτιζαν θόλους, κώνους κώνους και κοιλώματα έκρηξης στο πάτωμα της καλντέρας. Μεγέθυνση εικόνας.
Ηφαιστειακή Εκρηκτικότητα είναι μια μέθοδος σύγκρισης του μεγέθους των εκρηκτικών ηφαιστειακών εκρήξεων με εκτίμηση του όγκου του υλικού που απορρίπτεται. Το άρθρο μας σχετικά με τον "Δείκτη ηφαιστειακής εκρηκτικότητας" δίνει μια γραφική σύγκριση των κοντρολοκάνων του Lake Crater, του Toba και του Yellowstone.