Тефра - Tephra

«Пирокласты» перенаправляются сюда. Об альбоме Sunn O см. Пирокласты (альбом).

Вулканическая тефра на Браун Блафф, Антарктида (2016)

Тефра это осколочный материал, произведенный извержение вулкана независимо от состава, размера фрагмента или механизма размещения.[1]

Горизонты тефры в юго-центральной части Исландия: Толстый светлый слой в центре фотографии - это риолитовый тефра из Гекла.

Вулканологи также называют осколки в воздухе пирокласты. После того, как обломки упали на землю, они остаются тефрой, пока не станут достаточно горячими, чтобы слиться в пирокластическая порода или же туф. Тефрохронология это геохронологический метод, использующий дискретные слои тефры - вулканического пепла от одного извержения - для создания хронологической структуры, в которой палеоэкологический или же археологический записи могут быть размещены. Когда вулкан взрывается, он выделяет разнообразную тефру, в том числе пепел, золу и блоки. Эти слои оседают на суше и со временем, осаждение происходит включение этих слоев тефры в летопись окаменелостей. Часто при взрыве вулкана биологические организмы погибают, а их останки захоронены в слое тефры. Позднее ученые датируют эти окаменелости, чтобы определить возраст ископаемое и его место в летописи окаменелостей.

Шлейф извержения 2007 г. Гора Этна произвел вулканический пепел, пемзу и бомбы из лавы.

Обзор

Скалы из Епископский туф, без сжатия с пемза слева; сжатый с Fiamme на правом

Тефра - это рыхлый пирокластический материал, образовавшийся в результате извержения вулкана. Он состоит из множества материалов, обычно стеклообразных частиц, образующихся при охлаждении капель магма, которые могут быть везикулярными, твердыми или чешуйчатыми, а также в различных пропорциях кристаллических и минеральных компонентов, происходящих из горы и стенок канала. Когда частицы падают на землю, они до определенной степени сортируются ветром и силами гравитации и образуют слои рыхлого материала. Далее частицы перемещаются за счет поверхности земли или подводного потока воды.[2]

Распространение тефры после извержения обычно связано с тем, что самые большие валуны падают на землю быстрее всего, поэтому они находятся ближе всего к вентиляционному отверстию, в то время как более мелкие фрагменты перемещаются дальше - пепел часто может перемещаться на тысячи миль, даже по всему миру, поскольку он может оставаться в стратосфера в течение нескольких дней или недель после извержения. Когда большое количество тефры накапливается в атмосфере в результате массивных извержений вулканов (или в результате множества мелких извержений, происходящих одновременно), они могут отражать свет и тепло от солнца обратно через атмосферу, в некоторых случаях вызывая падение температуры, что приводит к временному "вулканическая зима ". Последствия кислотного дождя и снега, осадки, вызванные выбросами тефры в атмосферу, можно наблюдать в течение многих лет после прекращения извержений. Извержения тефры могут затронуть экосистемы на расстоянии от нескольких километров до километров в зависимости от размера извержения.[3]

Классификация

Фрагменты тефры классифицируются по размеру:

Вулканический брекчия в Джексон Хоул

Использование слоев тефры, которые имеют свой собственный уникальный химический состав и характер, в качестве временных маркерные горизонты в археологических и геологических памятниках известен как тефрохронология.[2]

Этимология

Слова «тефра» и «пирокласт» произошли от Греческий: τέφρα тефра означает "ясень",[4] в то время как слово пирокласт происходит из Греческий πῦρ (пир), что означает "огонь",[5] и κλαστός (кластос), что означает «разбитый на куски».[6]

Воздействие на окружающую среду

Выброс тефры в тропосфера влияет на среда физически и химически. Физически вулканические блоки наносят ущерб местной флоре и населенным пунктам. Пепел повреждает коммуникации и электрические системы, покрывает леса и сокращает количество растений фотосинтез, и загрязняет грунтовые воды.[7] Тефра изменяет движение воздуха и воды под землей и над землей. Химически высвобождение тефры может повлиять на круговорот воды. Частицы тефры могут вызывать кристаллы льда расти в облаках, который увеличивается осадки. Близлежащие водоразделы и океан может испытать повышенный минеральная уровни, особенно утюг, что может вызвать взрывной рост населения в планктон сообщества.[3] Это, в свою очередь, может привести к эвтрофикация.

Дисциплины и летопись окаменелостей

Помимо тефрохронологии, тефра используется в различных научных дисциплинах, включая геология, палеоэкология, антропология, и палеонтология, чтобы датировать окаменелости, определять даты в летописи окаменелостей и узнавать о доисторических культурах и экосистемах. Например, карбонатит тефра найдена в Олдоиньо Ленгаи (вулкан в Восточно-Африканской рифтовой долине) похоронил и сохранил окаменелые следы людей недалеко от места извержения.[8] При определенных условиях вулканические блоки могут сохраняться миллиарды лет и могут перемещаться на расстояние до 400 км от места извержения. Извержения вулканов по всему миру предоставили ценную научную информацию о местных экосистемах и древних культурах.

Вулканы

Африка

Вулканы Африки оказали влияние на летопись окаменелостей. Географически часть Африки, Эль Йерро щитовой вулкан, самый молодой и самый маленький из Канарские острова. Самый последний Извержение Эль Йерро произошел под водой в 2011 году и вызвал землетрясения и оползни на Канарских островах. Вместо пепла после каждого извержения выбрасывались плавающие камни, «рестинголиты».[9] После извержения 2011 года в рестинголитах были обнаружены окаменелости одноклеточных морских организмов, подтверждающие теорию происхождения о том, что рост Канарских островов происходит из единственной плавучей струи магмы из ядра Земли, а не из трещин на дне океана. Это отражается в уменьшении возраста островов с востока на запад от Фуэртевентура в Эль Йерро.[10] В Эфиопии, расположенной в Восточной Африке, около 60 вулканов. В Южной Эфиопии скальная формация Омо-Кибиш состоит из слоев тефры и отложений. В этих слоях было обнаружено несколько окаменелостей. В 1967 году 2 Homo sapien окаменелости были обнаружены в Формация Омо Кибиш к Ричард Лики, палеоантрополог. После радиоуглеродного датирования было определено, что им 195 тысяч лет.[11] Другие млекопитающие, обнаруженные в формации, включают: Гилохоэрус Meinertzhageni (лесной боров) и Цефалоф (антилопа).[12]

Антарктида

Антарктида имеет уникальный вулканический история. Сегодня вулканическая активность происходит на островах, расположенных у побережья Антарктиды. Один из самых активных островов - Остров Росс который имеет 4 вулкана: Гора Эребус, Mount Terror, Mount Bird, и Mount Haddington. Самый активный из этих четырех вулканов - гора Эребус, стратовулкан, который непрерывно извергается с 2019 года и наиболее известен своими лавовое озеро.[13] Около 252 миллионов лет назад Пермско-триасовое вымирание обозначил переход между Палеозой эпоха и Мезозойский эпоха. Это событие включало в себя неоднократные удары метеоров, которые привели к крупным извержениям вулканов с выбросом большого количества метан газ в атмосфера. В то время Антарктида все еще была присоединена к Южной Америке. Когда извергались вулканы, целые леса, растущие в Антарктиде, были покрыты лава. В 2015 году группа исследователей под руководством Эрика Гулбрансона, профессор Университет Висконсина – Милуоки, обнаружил ископаемый лес Аллан-Хиллз, который восходит к Триасовый Период от 252 до 200 миллионов лет назад.[14] Многие ископаемые леса были обнаружены повсюду. Антарктида и представляют интерес для ученых всего мира.

Азия

В Азии несколько извержений вулканов до сих пор влияют на местные культуры. В Северной Корее Гора Пэкту Стратовулкан, впервые извергнувшийся в 946 году нашей эры, является религиозным местом для местных жителей. Последнее извержение вулкана произошло в 1903 году. В 2017 году были обнаружены новые ископаемые останки, которые определили дату первого извержения горы Пэкту, которое было загадкой. Команда ученых под руководством доктора Клайва Оппенгеймера, британского вулканолог, обнаружил ствол лиственницы, внедренный в гору Пэкту. После радиоуглеродного датирования возраст лиственницы был определен 264 года, что совпадает с извержением 946 года нашей эры. Его годичные кольца изучаются, и делается много новых открытий о Северная Корея в течение этого времени.[15]

На северо-востоке Китая произошло крупное извержение вулкана в начале Меловой вызвали окаменение целой экосистемы, известной как Джехол Биота когда мощный пирокластические потоки затопило территорию. Отложения включают множество прекрасно сохранившихся окаменелостей динозавры, птицы, млекопитающие, рептилии, рыбы, лягушки, растения, и насекомые.[16]

Австралия

Австралия Недавно открытые доисторические вулканы России представляют интерес для ученых всего мира, потому что в настоящее время они являются старейшими в Австралии. В Австралии всего 2 действующих вулкана, один из которых расположен на Остров Херд и остров Макдональд.[17] Однако в 2019 году около 100 доисторических вулканов были обнаружены под бассейнами Купер-Эроманга группами ученых из Университет Аделаиды в Австралии и Университет Абердина в Шотландия. Эти вулканы относятся к Юрский Период от 160 до 180 миллионов лет назад. Исследователи рады открыть больше вулканов под Австралией и узнать больше об австралийском ландшафте юрского периода.[18]

Европа

Вулканы Европы предоставляют уникальную информацию об истории Италия. Гора Везувий Стратовулкан, последний раз извергавшийся в марте 1944 года, расположен на юге Италии.[19] В 79 году нашей эры извержение Везувия накрыло город Помпеи в расплавленной лаве, пепле, пемзовых вулканических блоках и токсичных газах. Все извержение длилось от 12 до 18 часов. Впоследствии все было прекрасно сохранилось и окаменело под вулканическим пеплом и предоставило ценную информацию о Римский культура.[20] Также в Италии Вулкан Стромболи Стратовулкан, последний раз извергался в июле 2019 года. В 2013 году группа исследователей под руководством вулканологов Ингрид Смет и доктора Тома Пфайффера обнаружила окаменелость динозавра. следы, из Диплодок Hallorum, в толстых слоях пепла.[21]

Северная Америка

В Mount St. Helens Национальный вулканический памятник после извержения 1980 года

Несколько вулканических извержений были изучены в Северная Америка. 18 мая 1980 г. Mount St. Helens, стратовулкан, в Штата Вашингтон произошло извержение, разнесшее по Вашингтону пятьсот миллионов тонн пепла тефры, Монтана и Айдахо вызывая землетрясения, оползни, и Мегацунами что сильно изменило топографию близлежащих территорий.[22] Последствия извержения вулкана Сент-Хеленс ощущались так далеко, как Йеллоустонский Национальный Парк, где связано извержение наводнение заставили деревья обрушиться и вымыться в дна озер, где они окаменели. Близлежащие леса были затоплены с удалением коры, листьев и ветвей деревьев.[23] В 2006 году произошло извержение вулкана Августин на Аляске, вызвавшее землетрясения, лавины, и спроецировал пепел тефры примерно в двухстах девяноста километрах. Этому купольному вулкану более сорока тысяч лет, с 1800 года он извергался 11 раз.[24]

Южная Америка

Спутниковый снимок лавового купола вулкана Чайтен, Чили: Круглый купол коричневого цвета, окруженный пейзажем, покрытым пеплом.

В Южная Америка, есть несколько исторических действующих вулканов. На юге Чили, то Вулкан Чайтен разразился в 2011 году, добавив 160 метров к своему краю. Доисторическое оружие и инструменты, сформированные из обсидиан блоки тефры, датируемые 5610 годами назад, были обнаружены в 400 км.[25] Из-за расположения зона субдукции плиты Наска в восточной части Тихого океана находится двадцать один действующий вулкан в южной Перу.[26] В 2006 году окаменелости, обнаруженные под слоем вулканического пепла в Перу, были раскопаны группой палеонтологов под руководством Марка Д. Уэна, профессора Университета Джорджа Мейсона. Окаменелости были идентифицированы как 3 разных типа археоцетов, доисторических китов, возраст которых превышает 36,61 миллиона лет, что по состоянию на 2011 год делает их самыми древними обнаруженными окаменелостями китов.[27]

Рекомендации

  1. ^ Это широкое определение тефры (греч. тефра, «пепел»), предложенный исландским вулканологом Сигурдур Тораринссон (Сигурдур Тораринссон) в 1954 г., в связи с извержением вулкана Гекла (Тораринссон, "Извержение Геклы, 1947-48II, 3, Падение тефры с Геклы, 29 марта 1947 г.", Visindafélag Íslendinga (1954:1-3).
  2. ^ а б Горниц, Вивьен (2008). Энциклопедия палеоклиматологии и древних сред. Springer Science & Business Media. С. 937–938. ISBN  978-1-4020-4551-6.
  3. ^ а б Эйрис, Пол Мартин; Дельмель, Пьер (1 ноября 2012 г.). «Непосредственные экологические последствия выброса тефры». Вестник вулканологии. 74 (9): 1905–1936. Bibcode:2012BОбъем ... 74.1905A. Дои:10.1007 / s00445-012-0654-5. ISSN  1432-0819. S2CID  129369735.
  4. ^ τέφρα. Лидделл, Генри Джордж; Скотт, Роберт; Греко-английский лексикон на Проект Персей.
  5. ^ πῦρ в Liddell и Скотт.
  6. ^ κλαστός в Liddell и Скотт.
  7. ^ «Геологическая служба США: Программа по борьбе с вулканическими опасностями». вулканы.usgs.gov. Получено 19 марта 2020.
  8. ^ Хэй, Р. Л. (1989). «Голоценовые карбонатит-нефелинитовые тефровые месторождения Олдоиньо Ленгаи, Танзания». Журнал вулканологии и геотермальных исследований. 37 (1): 77–91. Дои:10.1016/0377-0273(89)90114-5.
  9. ^ "Глобальная программа вулканизма | Йерро". Смитсоновский институт | Глобальная программа вулканизма. Получено 19 марта 2020.
  10. ^ «Окаменелости пережили извержение вулкана, чтобы рассказать нам о происхождении Канарских островов». ScienceDaily. Получено 19 марта 2020.
  11. ^ Браун, Фрэнсис Х .; Фуллер, Чад Р. (сентябрь 2008 г.). «Стратиграфия и тефра формации Кибиш, юго-запад Эфиопии». Журнал эволюции человека. 55 (3): 366–403. Дои:10.1016 / j.jhevol.2008.05.009. PMID  18692219.
  12. ^ Ассефа, Зелалем; Йирга, Соломон; Рид, Кэй Э. (сентябрь 2008 г.). «Фауна крупных млекопитающих кибишской свиты» (PDF). Журнал эволюции человека. 55 (3): 501–512. Дои:10.1016 / j.jhevol.2008.05.015. PMID  18691734.
  13. ^ «Эреб». www.volcanodiscovery.com. Получено 19 марта 2020.
  14. ^ «Видео: исследовательская группа обнаружила окаменелости растений, ранее неизвестные Антарктиде». www.nsf.gov. Получено 19 марта 2020.
  15. ^ «Окаменелые деревья и ледяные керны помогают датировать огромное извержение вулкана 1000 лет назад с точностью до трех месяцев». ScienceDaily. Получено 19 марта 2020.
  16. ^ «Вулкан в стиле Помпеи дал Китаю кладезь динозавров». Phys.org. Получено 19 марта 2020.
  17. ^ Австралия, c = AU ; o = Правительство Австралии ; ou = Geoscience (20 октября 2017 г.). "Вулкан". www.ga.gov.au. Получено 19 марта 2020.
  18. ^ «Юрский мир вулканов, найденных в центральной Австралии». ScienceDaily. Получено 19 марта 2020.
  19. ^ «Все о вулканах Италии». ZME Science. 24 сентября 2015 г.. Получено 19 марта 2020.
  20. ^ Редакторы, История ком. «Везувий извергается». ИСТОРИЯ. Получено 19 марта 2020.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (связь)
  21. ^ «Открытие: ископаемые следы динозавров в слоях вулканического пепла могут поставить под сомнение дату вымирания динозавров | VolcanoDiscovery». www.volcanodiscovery.com. Получено 19 марта 2020.
  22. ^ "Обсерватория вулкана Каскад". вулканы.usgs.gov. Получено 19 марта 2020.
  23. ^ Открытия, удивительные. "Окаменелые деревья | Окаменелые деревья | Извержение горы Сент-Хеленс". amazingdiscoveries.org. Получено 19 марта 2020.
  24. ^ "Августин | Мир вулканов | Университет штата Орегон". volcano.oregonstate.edu. Получено 19 марта 2020.
  25. ^ "Вулкан Чайтен, Чили: карта, факты, изображения извержения | Чайтен". geology.com. Получено 19 марта 2020.
  26. ^ «Вулканы Перу». www.volcanodiscovery.com. Получено 19 марта 2020.
  27. ^ Пиенсон, Николас Д. «Новые археоцеты из Перу - самые старые ископаемые киты из Южной Америки | Смитсоновский океан». ocean.si.edu. Получено 19 марта 2020.

внешняя ссылка