Table of Contents

Supervolcanoes מייצג כמה מן התופעות הגאולוגיות החזקות ביותר ו-Awe-inspire על פני כדור הארץ.מערכות געשיות מסיביות אלה יש את היכולת לייצר התפרצויות של גודל יוצא דופן, עם פוטנציאל לעצב מחדש נופים, לשנות את דפוסי האקלים הגלובליים, ולהשפיע על החיים על פני יבשות שלמות.הבנת התכונות הפיזיות של סופר-וולקניות - כולל תהליכי היווצרותן, מאפיינים מבניים וסגנונות - חיוני להערכת סיכונים געשיים של כדור הארץ וקידום הידע הפנימי שלנו.

מה מגדיר סופרבולקו?

סופרבולקניו מוגדר כגשם שהיה לו התפרצות עם מדד ההר געשי (VEI) של 8, כלומר הוא התפרץ יותר מ-1,000 קילומטרים מעוקבים (240 מייל מעוקב) של חומר.מדד ההר הגעשי הוא קנה מידה המשמש למדידת גודל ההתפרצויות הגעשיות של חומרי נפץ, אשר הומצא על ידי כריסטופר ג'ל חדש של סקר הגיאולוגי של ארצות הברית וסטיבן ב- self.

סולם VEI הוא דינמי, עם כל מרווח המייצג עלייה פי עשרה בקריטריונים ejecta נצפים.זה אומר כי התפרצות VEI 8 חזקה יותר באופן אקספונציאלי מאשר התפרצויות קטנות יותר. התפרצויות אלה נקראות לפעמים "התפרצויות על-על" והם חומר נפץ הגדול והגדול מכולם.

המונח "סופרוולקניו" עצמו יש היסטוריה מעניינת.המונח היה פופולרי על ידי תוכנית הטלוויזיה הפופולרית של ה-BBC Horizon בשנת 2000, בהתייחס להתפרצויות המייצרות כמויות גדולות מאוד של ejecta. בעוד המונח זכה להכרה ציבורית נרחבת, כמה הרי געשיים מעדיפים יותר חישוב מדעי מדויק, להתמקד ב"התפרצויות על-על" במקום לסמן את המערכות הגעשיות בעצמם כ"על".

תהליכי ייצור של Supervolcanoes

Magma Chamber Development

Supervolcanoes להתרחש כאשר magma במנטה עולה לתוך הקרום אבל לא יכול לפרוץ אותו, גורם ללחץ לבנות בבריכה גדולה וצמיחה עד הקרום אינו מסוגל להכיל את הלחץ ואת הקרע.תהליך זה שונה ביסודו מפעילות געשית טיפוסית, שבו מאגמה מוצא מסלולים קלים יחסית אל פני השטח.

התפרצויות סופרבולקניו אפשריות רק כאשר תא מאגמה גדול באופן יוצא דופן ברמה רדודה יחסית הקרום.עם זאת, היווצרות של תאים מסיביים אלה הוא תהליך איטי.קצב ייצור מאגמה בהגדרות tectonic המייצרות supervolcanoes הוא נמוך למדי, בסביבות 0.002 ק"מ בשנה, כך הצטברות של די מאגמה עבור סופראפ לוקח 100,000 שנים.

תא המאגמה של סופרבולקו ממוקם תמיד באזור שבו החום זורם מן הפנים של כדור הארץ אל פני השטח הוא גבוה מאוד, וכתוצאה מכך, תא האמה הוא גדול מאוד חם אבל גם פלסטיק, עם הצורה שלו משתנה כמו פונקציה של הלחץ כאשר הוא ממלא בהדרגה עם מאגמה חם.

הגדרות טקטוניות ומקורות מגמה

Supervolcanoes יכול להתרחש בנקודות חמות (לדוגמה, צהובסטון Caldera) או באזורי הפחתה (לדוגמה, Toba) שתי ההגדרות הטקטיות העיקריות הללו מספקות מנגנונים שונים לדור מאגמה והצטברות.

בנקודות חמות, מאגמה מקורם מזריפים עמוקים של מנטליים העולים אל פני השטח.כפי שהצלחות טקטוניות מסתחמות במחסנים באמצע האוקיינוסים או עוברים על נקודות חמות, הלחץ יורד, ומאפשר לסלע המתפתל להתמוסס.הסופרוולקניו הצהוב מדגים את התנוקניות החמות האלה, שם תנופה יחסית של חומר חם בתוך הפעילות הגעשית של האדם.

בהגדרות אזוריות ניכוי, magma טפסים שבו צלחת האוקיינוסית מגרד על ידי צלחת קרום אחרת, עם הצלחת יורד מתחיל להמיס ואת הסלע מלוטש איסוף בתאי תת-קרקעיים.באמצעות פלוקס נמס, מים וחומרים תנודתיים אחרים להוריד את נקודת ההיתוך של סלעים מנטליים, אשר נפוץ באזורי ניכוי שבו אחד צוללים מתחת לאחר.

יצירת מגלמה ואבולוציה

התפרצויות של caldera explosive מיוצרים על ידי תא magma אשר המאגמה עשיר בסיליקה, ו silica-rich magma יש נטייה גבוהה ולכן לא זורם בקלות כמו basalt. המאגמה בדרך כלל מכיל כמות גדולה של גזים מומס, עד 7 wt% עבור הממסים העשירים ביותר.

בעוד magma שוכן בתא על פני תקופות ארוכות, הוא עובר שינויים כימיים וגופניים.אם magma שוכן בתא לתקופה ארוכה, אז זה יכול להיות מחלחל עם מרכיבים צפיפות נמוכה יותר העולה לחומרים העליונים וצפופים יותר שוקעים, עם סלעים מצטברים בשכבות, ויצרו חדירה שכבתית.

מחקרים הראו קשר בין עומק תאי המאגמה לבין תכולת המים שלהם: ככל שהמדמה עמוקה יותר, כך עולה תכולת המים שלה.תוכן המים הזה ממלא תפקיד מכריע בקביעת התפוצצות ההתפרצות, כמו מים ותנודתיים אחרים משפיעים באופן דרמטי על הסטיות ועל בניית לחץ הגז.

תכונות של Supervolcanoes

תצורת קאלדרה ואופייסטים

קדמיירה היא חלול גדול דמוי קדררון שמהווה זמן קצר לאחר הריק של תא מאגמה בהתפרצות געשית.משטח הקרקע מתמוטט לתוך תא מאגמה מפוספס או חלקית, משאיר דיכאון גדול על פני השטח שעשוי להיות קוטר של עשרות קילומטרים.

התפרצויות סופר מייצרות קדרות ענקיות שיכולות להיות יותר מ-50 קילומטרים רחבות.הדיכאון העצום הללו מייצגים את אחד המאפיינים הפיזיים הייחודיים ביותר של סופר-וולקניות.למרות שלפעמים מתואר כמשכתש, התכונה היא למעשה סוג של חור, כפי שהוא נוצר באמצעות תת-קרקעיות והתמוטטות במקום התפוצצות או השפעה.

תהליך ההתמוטטות מתרחש משום שהזרקת כמויות גדולות של מאגמה בזמן קצר עלולה להרגיז את השלמות של מבנה תא מאגמה, והקירות והתקרה של תא לא יוכלו לתמוך במשקל שלו, וכל תת-קרקעי או סלע מנוחה למעלה. כישלונ מבני זה מוביל להתמוטטות הקטסטרופלית שיוצרת את הדיכאון הקרדי.

« כיפתים מרגיעים ופוסט-Caldera תכונות

הקרקע הכוללת של קיר מארגן מחדש הוא רמה וולקנית רחבה המוטבעת על ידי צוקים נמוכים שמציינים את המיקום של קירות קריירה, וכולל שטח מודרך (שטח מסוכן) במרכז שנגרם על ידי תנועות תת-טררריין מאגמה. אלה טופסי דומנטליים חוזרים כאשר מאגמה חדשה מתמוטטת מתחת לקומה לאחר ההתמוטטות הראשונית, דוחפת מעל הסלע.

calderas Supervolcano לעתים קרובות למלא מים לאורך זמן, יצירת כמה האגמים הגדולים והעמוקים ביותר בעולם. Lake Toba של אינדונזיה תופסת את הקרדרה של סופרבולקניו שפרצה לפני 74,000 שנה, בדומה לכך, אגם קריטר באורגון ממלא את הקרדר שנוצר על ידי קריסת הר מאזאמה לפני כ 7,700 שנים, אם כי זו הייתה התפרצות קטנה יותר 7I מאשר VE יותר אמת 8.

הפקדים הגעשיים והסטריגרפיה

התפרצויות וולקניות סופר משאירות מאחורי פיקדונות נרחבים של חומר געשי שניתן לעקוב אחריהם באזורים עצומים.סוג הפיקדון העיקרי הוא אי-הכרה, סלע שנוצר מזרמים pyroclastic.הפקדות אלה יכולות להיות עבה במיוחד ליד המקור caldera ולהרחיב מאות או אפילו אלפי קילומטרים מהאתר.

שכבות אש מהתפרצויות על געשיות משמשות כסמן גיאולוגי חשוב.הפקדות tephra אלה ניתן לזהות ברצףים סינדיאריים על פני יבשות, מתן סמנים כרונולוגיים יקר עבור היכרויות אירועים גיאולוגיים ארכיאולוגיים אחרים.הרכב הכימי הייחודי של אפר מהתפרצויות בודדות מאפשר לגולוגים לקשור פיקדונות שנמצאו במקומות נפרדים נרחבים.

בתוך וסביבות calderas, הפקדות הגעשיות לבנות ברצף מורכב שיאים את ההיסטוריה ההתפרץ. מערכות caldera Resurgent לחוות התפרצויות רבות של אינטנסיביות וגודל משתנה לפני ואחרי ה- caldera-forming, עם צהובסטון ואת ו-Ves Caldera מפצחת מגוון של זרמי לבה, lava domes, ו / או pyroclasclastics בפעילות טרום-era / או לפני-era.

מערכות הידרותרמיות

מערכות אלה מתפתחות כאשר מי הקרקע זורם דרך סלע חם מעל ומעבר לתאי מאגמה, והופכים למשתנים מבחינה כימית ומפועממת.המים החמים יכולים לפזר מינרלים מסלעים הסובבים אותם במקום אחר, ליצור אופה פיקדונות ולשנות את הסלעים הגעשיים.

גילויי פני השטח של פעילות הידרותרמית כוללים מעיינות חמים, geysers, fumaroles, ו שמיכות בוץ. Yellowstone National Park, הממוקם בתוך צהובסטון Caldera, מארח יותר מ -10,000 תכונות הידרותרמיות, מה שהופך אותו לאחד תצוגות מרהיבות ביותר בעולם של פעילות גיאותרמית.

סגנונות ומכניקה

« ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

התפרצויות של Caldera יוצר להתרחש כאשר תא גדול מאוד של מאגמה מלא גז עשיר, צללית תרמית מרוקנת מרוקנת מפוסמת בהתפרצות קטסטרופלית.התפרצויות אלה מאופיינות על ידי כוח נפץ עצום שלהם ואת הכרכים מסיביים של חומר הם מזרקים לתוך האווירה.

ההתפרצות מהתפרצות געשית סופר יכולה להגיע לגבהים יוצאי דופן. A VEI 8 ההתפרצות המייצגת התפרצות וולקנית סופר יכול להזריק 1.0×1012 m3 (240 מייל מעוקב) של tephra ויש לו גובה עמודה בענן של מעל 20 ק"מ (66,000 רגל) במציאות, ההתפרצויות מן העליות הגדולות ביותר ככל הנראה הורחבו הרבה מעבר לסף המינימום הזה, עלול להגיע לסטרופלים בגובה של 40 ק"מ.

זרמים ⁇ ו- Density Currents

אחד ההיבטים ההרסניים ביותר של התפרצויות געשיות סופר געשיות הוא הדור של זרמי pyroclastic מסיבי.אלה הם זרמים חמים, מהירים הנעים של גז וולקני, אפר, וסלעים המתפצלים במורד הירכיים של הרי געש ומעבר לנוף שמסביב במהירויות שיכולות לעלות על 100 ק"מ לשעה.

זרמי הגלקסיות הpyroclastic מהתפרצויות געשיות סופר געשיות שונים מאלה של התפרצויות קטנות בסולם שלהם להגיע. בעוד זרמי pyroclastic מן התפרצויות געשיות טיפוסיות עלולים לנסוע כמה קילומטרים עד עשרות קילומטרים, אלה מ supereruptions יכולים להאריך במשך מאות קילומטרים מן המקור, המכסה אזורים של אלפי קילומטרים רבועים עם פיקדונות עבים של חומר געשי חם.

כאשר זרמים אלה באים לנוח, הם יכולים להיות כל כך חמים כי החלקיקים מתמזגים יחד, להרכיב גליונות זיהוי. עובי של הפקדות האלה יכול לנוע בין כמה מטרים במקומות דיסקלקים עד מאות מטרים ליד המקור של גלדיאטרה.נפח החומר המעורב הוא staggering - פקדות pyroclastic מטבוליזם ייחודי של supereruptions יכול לעלות על 1,000 ק"מ מעוקב.

אש נופלת ושפל

אפר געשי מהתפרצויות על געשיות מזרקות כמויות עצומות של חלקיקים דקים לתוך האווירה.חלקיקי אפרים הטובים ביותר יכולים להישאר מושעה בסטרטוספרה במשך חודשים או אפילו שנים, מתפשטים ברחבי העולם ומשפיעים על האקלים ברחבי העולם.

האפר נופל מעל-פי-העל יכול לשחוק יבשות שלמות.פקדים כמה סנטימטרים עד מטרים עבה יכול לצבור מאות קילומטרים ממקור, בעוד שנפילה א-שלאית יכולה להתרחש אלפי קילומטרים משם.חלוקה רחבה זו יש השפעות עמוקות על מערכות אקולוגיות, חקלאות ואוכלוסיות אנושיות באזורים עצומים.

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

מחקרים מראים כי הלחץ הנובע מההבדלים בצפיפות בין סלע מגמה מוצק ונוזל הוא כל מה שיהיה צורך לפצח עומק קילומטרים רבים של הקרום של כדור הארץ מעל תא הארגמה, ללא תופעה גיאולוגית חיצונית, החלפת צלחת או רעידת אדמה הדרושים, רק עלייה גבוהה מספיק של חום ולחץ.

כאשר הלחץ בתוך תא עולה על כוחו של הסלע שמסביב, הוא יכול להוביל להתפרצות.אופי ההתפרצות - בין אם חומר נפץ או effusive - תלוי בהרכב של המאגמה, כמות הגזים המתמוססים שהוא מכיל, ואת המאפיינים הפיזיים של תא ה magma ואת הסלע המפריז שלו.

עבור supervolcanoes, התוכן הסיליקה הגבוהה של המאגמה יוצר מולטיות גבוהה, אשר מלכודות גזים ומונע מהם לברוח בהדרגה. as הלחץ בונה, המערכת בסופו של דבר מגיעה לסף קריטי.המגמה חודר לתוך הסדקים בסופו של דבר להגיע אל פני האדמה, אפילו בהיעדר מים או פחמן דו בועות במגמה, כמו חומר זה משוחרר לתוך פני השטח עצום של חומר משוחררים מעל פני האדמה, הוא מתרחב לתוך חומר עצום של חומר עצום של חומר מפלט עצום של כדור הארץ.

דוגמאות לסופרבולקניות

צהובסטון קאלדרה, ארצות הברית

הצהובסטון קאלדרה, הידוע גם כשדה וולקני של ילוסטון, הוא מתחם קירדראר ורמה געשית המשתרעת על פני חלקים של ווינג, איידהו, ומונטנה, המונעת על ידי החלק החם הצהובסטון ובעיקר בתוך הפארק הלאומי צהובסטון.

וולקניות החלה לפני 2.15 מיליון שנה ועברה דרך שלושה מחזורים געשיים גדולים, עם כל מחזור מעורב התפרצות גדולה של אי-הכרה, זרימה דרסטית, נפילה בקנה מידה יבשתי, והתמוטטות קלנדרה, לפני ואחריו זרמי לבה קטנים יותר ו tuffs.העל האחרון, לפני כ-630,000 שנה, הפיק את Lava Tuff ויצר את ה-Tuffra צהובה הנוכחי.

ההתפרצות הגדולה ביותר בצהובסטון הייתה לפני 2.1 מיליון שנה, והייתה לה נפח של 2,450 ק"מ מעוקבים.התפרצות ה-Huckleberry Ridge הייתה אחת ההתפרצויות הגעשיות הגדולות ביותר הידועות בהיסטוריה של כדור הארץ.המרכז לוול סטריט עוקב אחר פעילות געשית ואינו מחשיב כהתפרצות קרובה, עם הדמיה של מאגר המאגמה, המציין נפח משמעותי של התכה חלקית מתחת לצהובון שאינו ניתן להתפרץ כרגע.

טובה קאלדרה, אינדונזיה

אגם טובה הוא שריד גדול של סופרבולקו בתוך מתחם Toba caldera של צפון סומטרה, הכולל ארבעה מכתשים געשיים חופפים שדבקו בחזית הגעש סואטרן, ומכסה שטח של 100 עד 30 ק"מ זה הוא הקראלד הגדול ביותר בעולם.

ההתפרצות הגדולה ביותר בשנתיים האחרונות הייתה לפני כ-74,000 שנה בטולבו על האי סומטרה, עם נפח ההתפרצות הזו מוערך ב-670 קילומטרים מעוקבים (2,800 ק"מ מעוקבים). מוערך כ-2,800 ק"מ של חומר pyroclastic המקביל לסלע, הידוע בשם "Tba tuff" הצעיר ביותר, שוחרר.

להתפרצות של טובה היו השפעות גלובליות משמעותיות, בעוד שתאוריות מוקדמות הראו כי היא כמעט גרמה להכחדת אדם, מחקרים עדכניים יותר סיפקו השקפה רבה יותר על השפעותיה על אוכלוסיות אנושיות ואקלים.

Taupō Volcano, ניו זילנד

התפרצותו של ה-Eupō של ניו זילנד לפני כ-25,600 שנה הייתה התפרצות ה-VEI-8 האחרונה בעולם.זה הופך את טאפו לסופרבולקו הפעילה ביותר על פני כדור הארץ, אם כי זה קרה היטב לפני שהקליט את ההיסטוריה האנושית.

התפרצות האורניואי יצרה כ-430 ק"מ של פיקדונות pyroclastic, 320 ק"מ של פיקדונות צפיפות pyroclastic הנוכחית (בעיקר Ignimbrite) ו 420 ק"מ של חומר אינפראטראלי ראשוני, שווה ל 530 ק"מ של מאגמה, הכולל 1,170 ק"מ של פיקדונות מוחלטים.

וורס קאלדרה, ניו מקסיקו

הוולס קאלדרה היא התפרצות סופרבולו, כמו צהובסטון, ואחד הקלדרים הצעירים הגדולים ביותר על פני כדור הארץ, נוצר לפני כמיליון שנה, כאשר התפרצויות נפץ מרובות התרחשו כי יצרו פיזור עצום של אפר, פימניס, וזרימי pyroclastic.

הוולס קאלדרה הוקמה כאשר גופים רבים וארוכים של מאגמה התמזגו לתוך תא גדול של מאגמה.הצלב משתרע על פני יותר מ-20 ק"מ והוא מייצג את אחת הדוגמאות הטובות ביותר של מערכת גלדורה משוחררת בצפון אמריקה.זה נחשב על ידי גיאולוגים להיות עדיין פעיל.

Supervolcanoes

כמה מערכות על געשיות אחרות יצרו התפרצויות מסיביות בעבר הגיאולוגי של כדור הארץ.הלה גריטה קאלדרה בקולורדו הפיקה את התפרצות הדגים קניון Tuff לפני כ 27.8 מיליון שנה, עם נפח מוערך של יותר מ-5,000 ק"מ מעוקבים - אחד ההתפרצויות הגעשיות הידועות ביותר בהיסטוריה של כדור הארץ.

עמק לונג קאלדרה במזרח קליפורניה הוקמה לפני כ-760,000 שנה במהלך התפרצות הבישוף טאף.הצלב הזה נשאר פעיל מבחינה גיאולוגית, עם פעילות סיסמית מתמשכת, עיוות קרקע, ודה-גזינג המציין את נוכחותה של מאגמה מתחת לפני השטח.

געשיים שיצרו התפרצויות pyroclastic חריפות מאוד והקימו calderas גדול בשנתיים האחרונות כוללים צהובסטון בצפון מערב ויומינג, עמק ארוך במזרח קליפורניה, טובה באינדונזיה, וטאיפו בניו זילנד. אחרים סופרוולקאנים קיימים ביפן, אינדונזיה, אלסקה ודרום אמריקה, המייצגים הפצה עולמית של מערכות געשיות מסיביות אלה.

מעקב וגילוי של פעילות על-וולקנית

פיקוח סיי

כדי להבין באופן מלא את התנהגותו של הר הגעש, ניטור צריך לכלול מספר סוגים של תצפיות (המכונים: משקעים, תנועה קרקעית, גז וולקני, כימיה רוק, כימיה מים, ניתוח לווייני מרחוק) על בסיס מתמשך או קרוב בזמן אמת.

התנועה של מאגמה ונוזלים הקשורים בתוך הרי געש מתרחשת לעתים קרובות עם פעילות רעידת אדמה עכשווית, מדידה (סוציאליזם), וברי געש חסרי מנוחה, פעילות סיסמית מתפתחת בדרך כלל, אך לא תמיד, התפרצויות טרום-הטרדות.רשתות של סממטרים יכולים לזהות ולאתר רעידות אדמה הקשורות לתנועת מאגמה, מתן התראה מוקדמת של אי שקט געשי פוטנציאלי.

סוגים שונים של אותות סיסמיים מספקים מידע שונה על תהליכים געשיים. רעידות אדמה גבוהה בדרך כלל מצביעים על שבר של סלע כמו magma כוחות את דרכו למעלה. רעידות אדמה נמוכות וטרמור הרמוני מציע תנועה נוזלי בתוך המערכת הגעשית.

מדדי עיוות

עלייה של מאגמה בדרך כלל תגרום לחיפות של רעידות אדמה וסוגים אחרים של אירועים סיסמיים, לגרום לעיוות (נפיחות או תת-קרקעית) של הפסגה של הר הגעש או ה flanks, ומוביל לשחרור גזים געשיים מן הקרקע ואווררים. ניטור עיוות הקרקע משתמש בטכניקות שונות כדי לזהות שינויים אלה.

GPS הוא הכלי האולטימטיבי למדידת עקירות תלת-ממדיות והוא כיום השיטה הדומיננטית לניטור עיוות בהר הגעש, עם תחנות GPS מתמשך שמוסממות על ידי אתרים שנכבשו במהלך קמפיינים השנתיים או מונעים על ידי אירועים GPS, המספקים את ההחלטה הטובה ביותר של זמני ומרחבי של דפוסי עיוות הקשורים תנודתיות פעילה.

Tiltmeters לספק כלי ניטור חשוב נוסף של עיוות זמן ליד-מציאות מדידות להטות באופן שגרתי לספק אזהרות לטווח קצר של שינויים בפעילות געשית, כמו חדירה דקדוקית חדשה ופרקים אפיזודיים, ואין טכניקה אחרת שנמצאת כיום בשימוש יכולה לזהות פעילות כזו כפי שהיא מתרחשת.

אינטרפרומטריה מכ"ם מבוססת לוויין (InSAR) מהפכה ניטור געש על ידי כך שמדענים יוכלו למדוד עיוות קרקע על אזורים גדולים עם דיוק גבוה.ניתן להשתמש בנתונים לוויין כדי לזהות את הסימן הקטן ביותר של עיוות קרום שיכול לגרום לכך שניתן לחזות התפרצות.

פיקוח גז

פליטות גז וולקניות מספקות מידע חשוב על מאגמה דה-גזינג ומדינת המערכת הגעשית.שינויים בהרכב, טמפרטורה ושטף של גזים געשיים יכולים להצביע על תנועת מאגמה או שינויים במערכת המאגמה.

גזים מרכזיים המעקב כוללים דו תחמוצת sulfur (SO2), פחמן דו חמצני (CO2), מימן sulfide (H2S), ו-Vapor מים.היחסים בין גזים שונים יכולים להצביע על עומק וטמפרטורה של מקור המאגמה.

טכניקות ניטור מודרניות כוללות ספקטרום מבוסס קרקע המדידה ריכוזי גז מרחוק, כמו גם חיישנים מבוססי לווייני.חיישנים אטמוספריים על לווייניים יכולים לזהות את הגזים ואת האווירוסולים ששוחררו על ידי התפרצויות, כמו גם לכמת ההשפעה הסביבתית הרחבה שלהם.

פיקוח

החישה מרחוק הצחיח על ידי לווין היא טכניקה מרכזית ללמידה ולעקוב אחר פעילות געשית, עם נתונים אינפרא אדום מלוויינים המשמשים כדי ללמוד ספקטרום רחב של תופעות געשיות, במיוחד זרמי לבה, פיזור של lava domes, מנגנונים המניעים דינמיות effusive ותקציבי מאגמה, כמו גם לעקוב אחר טמפלנטים בעלי טמפרטורה גבוהה.

ניטור תרמי מבוסס הקרקע כולל מדידות טמפרטורה במעיין חם, fumaroles, ותכונות הידרותרמיות אחרות.שינויים בטמפרטורה יכולים להצביע על שינויים בזרימת חום ממערכת המאגמה הבסיסית. at Yellowstone, לדוגמה, מדענים לפקח על טמפרטורות בתכונות תרמיות רבות ברחבי ה- caldera.

מערכות ניטור משולבות

מדענים משתמשים במגוון רחב של טכניקות לפקח על הרי געש, כולל גילוי פשולוגי של רעידות אדמה וריח, המדידות מדויקות של עיוות הקרקע, שינויים בפליטות גז געשיות, שינויים בכובד ראש ובשדות מגנטיים, ולמרות שלא רק אבחון, טכניקות אלה, כאשר נעשה שימוש בשילוב בהרי געש ממונעים היטב, הביאו לתחזיות מוצלחות.

מערכות ניטור חדשות מסוגלות לאסוף ולהעביר נתונים מדויקים בזמן אמת מהרי הגעש בחזרה למשרדי המצפה, אשר משפרים את החיזוי ההתפרצות, וחשוב כי מכשירים מותקנים בזמנים שקטים כאשר הרי געש אינם פעילים כך שהם מוכנים לזהות את המעט הקטן ביותר של הריגוש הגעשי, עם גילוי מוקדם נותן את הכמות המקסימלית של זמן לאנשים להתכונן להתפרצות.

תחזיות קשורות ל Super Volcanic Eruptions

אזהרות מיידיות

הסיכונים המיידיים מהתפרצות געשית סופר יהיו קטסטרופליים באזור שמסביב.זרימי פיירוקלסטיק היו מחריבים את האזורים בתוך מאות קילומטרים של הקרדרה, עם טמפרטורות מעל 800 מעלות צלזיוס ומהירויות שהופכות בריחה בלתי אפשרית.

אש נופלת שמיכות אזורים עצומים, עם עובי יורד במרחק מהמקור, אך עדיין מגיע לרמות מסוכנות מאות קילומטרים משם. אפילו כמה סנטימטרים של אפר יכול לקרוס גגות, לזיהום מים, למכונות נזק, ולהפוך אזורים ללא היסוס.

גזים וולקניים ששוחררו במהלך ההתפרצות יעמידו סכנות בריאותיות מיידיות לכל אחד באזור הנגוע.סלופור דו-חמצני וגזים חומציים אחרים עלולים לגרום לבעיות נשימה וגשם חומצי. פחמן דו-חמצני, כבד יותר מהאוויר, יכול לצבור באזורים נמוכים ולתרום סיכונים כפיזיים.

השפעות אזוריות ויבשתיות

מעבר לאזור ההרס המיידי, להתפרצות הגעשית העל יהיו השפעות אזוריות חמורות.התפרצות ענקית הייתה בעלת השפעות אזוריות כגון נפילה של אפר וקצר טווח (שנים עד עשורים) שינויים באקלים העולמי, עם המדינות הסובבות, כמו גם במקומות אחרים בארצות הברית ובעולם.

ייצור חקלאי יפסיק את פני השטח הגדול בשל נפילה, חושך, קירור.אש זיהום ישפיע על אספקת מים, רשתות תחבורה ומערכות חשמל.ההפרעה הכלכלית תהיה חסרת תקדים, המשפיעה לא רק על אזור ההתפרצות אלא גם על רשתות אספקה גלובליות מקושרות.

השפעות אקלים גלובליות

התפרצויות וולקניות גדולות יכולות לגרום לשינוי האקלים ארוך טווח (כגון ההדק של עידן קרח קטן) ומאיימות על מינים עם הכחדה.הזרקת כמויות מסיביות של דו תחמוצת גופר לתוך הסטרטוספרה תייצר sulfate aerosols המשקפות את השמש, קירור כדור הארץ.

דוגמאות היסטוריות של התפרצויות קטנות מספקות תובנה להשפעות אקלים פוטנציאליות.התפרצות 1815 של הר טמפבורה, אירוע VEI 7 קטן בהרבה מאשר סופר-uption, גרם ל"שנה ללא קיץ" בשנת 1816, עם ירידה בטמפרטורה העולמית, כישלונות היבול ורעב.A VEI 8 supereruption יניבו השפעות של גודל גדול יותר.

מודלים אקלים מצביעים על כך שעליון עלול לגרום לירידה בטמפרטורות הגלובליות של כמה מעלות צלזיוס לאורך שנים עד עשורים.זה ישפיע באופן חמור על החקלאות ברחבי העולם, שעלולה להוביל למחסור במזון ולשיבושים חברתיים בקנה מידה עולמי.

תדירות והסתברות של supereruptions

בהשוואה לאלפי התפרצויות געשיות המתרחשות במהלך המאה, היווצרותו של גלדיאטרה היא אירוע נדיר, המתרחש רק כמה פעמים בתוך חלון מסוים של 100 שנים. סופרפורציות הן אפילו נדירות יותר מאשר אירועים טיפוסיים של גלדירה.

כ-40 התפרצויות של גודל VEI-8 בתוך 132 מיליון השנים האחרונות זוהו, מתוכם 30 התרחשו ב-36 מיליון השנים האחרונות, ובהתחשב בתדירות המשוערת על סדר פעם ב-50,000 שנים, יש כנראה התפרצויות רבות כאלה ב- 132 מיליון השנים האחרונות שטרם ידועות.

VEI 8 התפרצויות (התפרצויות על-פי) הן נדירות, ואין התפרצויות VEI 8 התרחשו בהוקוקן, עם התפרצות העל האחרונה המתרחשת ב-Tunpo Caldera בניו זילנד לפני כ-27,000 שנה.

עבור מקטעי העל ספציפיים, מרווחי החזרה משתנים.בהתחשב בהיסטוריה של ילוסטון, ההסתברות השנתית של התפרצות נוספת של קודר-המוכרת יכולה להיות משוערת 1 ב 730,000 או 0.0001, עם זאת, המספר הזה מבוסס רק על שילוב שני המרווחים בין שלוש התפרצויות העבר הגדולות בצהובסטון - זה בקושי מספיק כדי לבצע שיפוט ביקורתי.

אין שום הוכחה לכך שהתפרצות קטסטרופלית בצהובסטון מתקרבת, ואירועים כאלה אינם צפויים להתרחש במאות הקרובות. ניטור מודרני מספק למדענים כלים לזהות סימנים של אי שקט געשי זמן רב לפני התפרצות, המאפשר זמן לאזהרות והכנות.

מחקר מדעי וכיוונים עתידיים

מחקר על סופרבולקוס ממשיך לקדם את ההבנה של המערכות הענקיות הללו.מדענים משתמשים בגישות מרובות כדי ללמוד סופרבולקנים, כולל עבודה בתחום הגיאולוגי, הדמיה גיאזית, ניתוח גיאוכימי, ומודלים מספריים.

טומוגרפיה סיסמית' חשפה את המבנה של מערכות מאגמה מתחת לסופרוולקניות פעיל.בצהובסטון, למשל, מחקרים הדמיה זיהו מאגר גדול של מאגמה בסלע העליון ומקור מאגי עמוק יותר המשתרע אל תוך המנטה.הבנת הגודל, העומק, ומצבם של גופים מאגיים אלה הוא חיוני להערכת סכנות געשיות.

מחקרים גיאוכימיים של חומרים התפרץ מספקים תובנות לאבולוציה של מאגמה, תנאי אחסון, והתפרצויות מעוררים.על ידי ניתוח גבישים וזכוכית בסלעים געשיים, מדענים יכולים לקבוע את הטמפרטורה, הלחץ והרכב של מאגמס לפני ההתפרצות. מידע זה עוזר לעצימה מודלים של איך מערכות על געשיות עובדות.

מודלים נומריים מאפשרים למדענים לדמות תהליכים געשיים ולבדיקת השערות על מנגנוני התפרצות.מודלים יכולים לחקור כיצד תאי מגלמה ממלאים, כיצד הלחץ בונה, ומה התנאים עלולים לגרום להתפרצות.מודלים אלה הופכים ליותר ויותר מתוחכם, שילוב של פיזיקה מציאותית יותר ומגבלות טובות יותר מתצפיות.

כיוונים עתידיים כוללים שיפור יכולות החיזוי של ההתפרצות, הבנה טובה יותר של האבולוציה ארוכת הטווח של מערכות על געשיות, והערכה של ההשפעות האפשריות של העל-העלים העתידיים.שיתוף פעולה בינלאומי ושיתוף נתונים הם חיוניים לקידום הידע של תופעות גיאולוגיות נדירות אך משמעותיות אלה.

מסקנה

Supervolcanoes מייצגים את המערכות הגעשיות החזקות ביותר על פני כדור הארץ, המסוגלות לייצר התפרצויות המננסות את כל האירועים הגעשיים ההיסטוריים.תכונותיהם הפיזיות – מחדרי מאגמה מסיביים ועד לדלדרים עצומים – לטשטש את התהליכים הגיאולוגיים יוצאי הדופן שיוצרים ומקיים את המערכות הללו.הבנת היווצרותם, המבנה וההתפרצות שלהם חיונית להערכת סיכונים געשיים וקידום מדע הרי געשי.

בעוד שרשתות פיקוח מודרניות ומחקר מדעי מספקות את הכלים לזהות סימנים של אי שקט געשי ולהבין טוב יותר את המערכות המורכבות הללו.המשך המחקר של סופרבולנוס ישפר את היכולת שלנו לחזות פעילות עתידית ולהכין להתפרצויות פוטנציאליות, תוך להעמיק את ההבנה שלנו של הפנים הדינמיות של כדור הארץ ואת התהליכים המעצבים את כדור הארץ שלנו.

(ב) לקבלת מידע נוסף על ניטור געשי וסיכוןים, בקר בתוכנית הרי געשית:0 (USGS Hazards Program) , 1 ו-FLT:2Smithsonian Global Volcanism Program:0.10:3 ;5 מקורות נוספים על Supervolcanoes ניתן למצוא במוזיאון ההיסטוריה של מכון וולקניאל:5, FLT 9Nal נשיונל LT ו- 7.