Тефра - это фрагментарный материал, образовавшийся в результате извержения вулкана, независимо от состава, размера фрагмента или механизма внедрения. [1]
Вулканологи также называют пирокластами находящиеся в воздухе фрагменты . После того, как обломки упали на землю, они остаются тефрой, пока не станут достаточно горячими, чтобы сплавиться вместе в пирокластическую породу или туф . Тефрохронология - это геохронологический метод, который использует дискретные слои тефры - вулканического пепла от одного извержения - для создания хронологической основы, в которой могут быть помещены палеоэкологические или археологические записи. Когда вулкан взрывается, он выделяет различную тефру, включая пепел, шлак и блоки. Эти слои оседают на землю и, со временем , оседанияпроисходит включение этих слоев тефры в летопись окаменелостей. Часто при взрыве вулкана биологические организмы погибают, а их останки погребаются в слое тефры. Позднее ученые датируют эти окаменелости, чтобы определить возраст окаменелости и ее место в летописи окаменелостей.
Обзор [ править ]
Тефра - это рыхлый пирокластический материал, образовавшийся в результате извержения вулкана. Он состоит из различных материалов, обычно стекловидных частиц, образованных при охлаждении капель магмы , которые могут быть везикулярными, твердыми или чешуйчатыми, а также различных пропорций кристаллических и минеральных компонентов, происходящих из горы и стенок канала. . Когда частицы падают на землю, они в 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 всех, 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 глобально, поскольку он может оставаться в стратосфере на от дней до недель после извержения. Когда большое количество тефры накапливается в атмосфере в результате массивных извержений вулканов (или множества более мелких извержений, происходящих одновременно), они могут отражать свет и тепло от солнца обратно через атмосферу, в некоторых случаях вызывая падение температуры, что приводит к временная " 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 миль до километров в зависимости от размера извержения. [3 ]
Классификация [ править ]
Фрагменты тефры классифицируются по размеру:
- Зола - частицы диаметром менее 2 мм (0,08 дюйма)
- Лапилли или вулканический пепел - от 2 до 64 мм (от 0,08 до 2,5 дюймов) в диаметре
- Вулканические бомбы или вулканические блоки - более 64 мм (2,5 дюйма) в диаметре.
Использование слоев тефры, которые имеют свой собственный уникальный химический состав и характер, в качестве временных маркерных горизонтов в археологических и геологических памятниках, известно как тефрохронология . [2]
Этимология [ править ]
Слово «тефра» и «pyroclast» порождён гречески : слово τέφρα тефра означает «пепел», [4] , а pyroclast происходит от греческого πῦρ ( PYR ), что означает «огонь», [5] и κλαστός ( klastos ), что означает «разбит на куски». [6]
Воздействие на окружающую среду [ править ]
Выброс тефры в тропосферу оказывает физическое и химическое воздействие на окружающую среду . Физически вулканические блоки наносят ущерб местной флоре и населенным пунктам. Пепел повреждает коммуникационные и электрические системы, покрывает леса и растения, снижая фотосинтез , и загрязняет грунтовые воды . [7] Тефра изменяет движение воздуха и воды под землей и над землей. С химической точки зрения выброс тефры может повлиять на круговорот воды . Частицы тефры могут вызывать рост кристаллов льда в облаках, что увеличивает количество осадков . Близлежащие водоразделы и океан могут испытывать повышенный уровень минералов , особенножелезо , которое может вызвать взрывной рост населения в планктонных сообществах. [3] Это, в свою очередь, может привести к эвтрофикации .
Дисциплины и летопись окаменелостей [ править ]
Помимо тефрохронологии, тефра используется в различных научных дисциплинах, включая геологию , палеоэкологию , антропологию и палеонтологию , для датирования окаменелостей, определения дат в летописи окаменелостей и изучения доисторических культур и экосистем. Например, карбонатитовая тефра, обнаруженная на Олдоиньо Ленгаи (вулкан в Восточно-Африканской рифтовой долине), погребла и сохранила окаменелые следы людей рядом с местом извержения. [8]При определенных условиях вулканические блоки могут сохраняться в течение миллиардов 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 [ править ]
Африка [ править ]
Вулканы Африки оказали влияние на летопись окаменелостей. Географически часть Африки, Эль Йерро - щитовой вулкан, самый молодой и самый маленький из Канарских островов . Последнее извержение Эль Йерро произошло под водой в 2011 году и вызвало 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 отОт Фуэртевентуры до 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 человек окаменелости были обнаружены в формировании Омо Kibish по Ричард Лики , в палеоантрополога. После радиоуглеродного датирования было определено, что им 195 тысяч лет. [11] Среди других млекопитающих, обнаруженных в формации, - Hylochoerus meinertzhageni (лесной боров) и Cephalophus (антилопа). [12]
Антарктида [ править ]
Антарктида имеет уникальную вулканическую историю . Сегодня вулканическая активность происходит на островах, расположенных у побережья Антарктиды. Одним из самых активных островов является остров Росс, на котором расположены 4 вулкана: гора Эребус , гора Террор , гора Берд и гора Хаддингтон . Самым активным из этих четырех вулканов является гора Эребус, стратовулкан , который непрерывно извергается с 2019 года и наиболее известен своим лавовым озером . [13] Около 252 миллионов лет назад пермско-триасовое вымирание ознаменовало переход между палеозойскимиэпоха и мезозойская эра. Это событие включало в себя повторяющиеся удары метеоров, которые привели к крупным извержениям вулканов с выбросом в атмосферу большого количества метана . В то время Антарктида все еще была присоединена к Южной Америке. Когда извергались вулканы, целые леса, растущие в Антарктиде, были покрыты лавой . В 2015 году группа исследователей во главе с Эриком Гулбрансоном , профессором Университета Висконсин-Милуоки , обнаружила ископаемый лес Аллан-Хиллз, который восходит к триасу , примерно 252–200 миллионов лет назад. [14] По всей Антарктиде было найдено множество ископаемых лесов. и представляют интерес для ученых всего мира.
Азия [ править ]
В Азии несколько вулканических извержений по-прежнему влияют на местные культуры. В Северной Корее стратовулкан Гора Пэкту впервые извергся в 946 году нашей эры и 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. Группа ученых под руководством доктора Клайва Оппенгеймера, британского вулканолога , обнаружила ствол лиственницы, встроенный в гору Пэкту. После радиоуглеродного датирования возраст лиственницы был определен как 264 года, что совпадает с извержением 946 года нашей эры. Его годичные кольца изучаются, и за это время делается много новых открытий о Северной Корее . [15]
На северо-востоке Китая сильное извержение вулкана в раннем меловом периоде вызвало окаменение всей экосистемы, известной как биота Джехол, когда мощные пирокластические потоки затопили этот район. Отложения включают множество прекрасно сохранившихся окаменелостей динозавров , птиц , млекопитающих , рептилий , рыб , лягушек , растений и насекомых . [16]
Австралия [ править ]
Недавно открытые доисторические вулканы Австралии 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 находится на острове Херд и острове Макдональд . [17] Однако в 2019 году около 100 доисторических вулканов были обнаружены под бассейнами Купер-Эроманга группами ученых из Университета Аделаиды в Австралии и Университета Абердина в Шотландии . Эти вулканы относятся к юрскому периоду.Период от 160 до 180 миллионов лет назад. Исследователи рады обнаружить больше вулканов под Австралией и узнать больше об австралийском ландшафте юрского периода. [18]
Европа [ править ]
Вулканы Европы предоставляют уникальную информацию об истории Италии . Везувий , стратовулкан, последний раз извергавшийся в марте 1944 года, расположен на юге Италии. [19] В 79 г. н.э. извержение Везувия покрыло город Помпеи расплавленной лавой, пеплом, пемзовыми вулканическими блоками и ядовитыми газами. Все извержение длилось от 12 до 18 часов. Впоследствии все было прекрасно сохранилось и окаменело под воздействием вулканического пепла и предоставило ценную информацию о римской культуре. [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 в толстых слоях пепла следы окаменелостей динозавров от Diplodocus hallorum . [21]
Северная Америка [ править ]
Несколько вулканических извержений были изучены в Северной Америке . 18 мая 1980 года на горе Сент-Хеленс , стратовулкане в штате Вашингтон, произошло извержение, разлетевшее пятьсот миллионов тонн тефры в Вашингтоне, Монтане и Айдахо, вызвав землетрясения , оползни и мегацунами, которые серьезно изменили топографию близлежащих районов. [22] Последствия извержения вулкана Сент-Хеленс ощущались даже в Йеллоустонском национальном парке , где извержение вызвало наводнение.заставили деревья рушиться и размываться в русла озер, где они окаменели. Близлежащие леса были затоплены с удалением коры, листьев и веток деревьев. [23] В 2006 году извержение вулкана Августин на Аляске вызвало землетрясения, лавины и выбросы пепла тефры примерно в двухстах девяноста километрах. Этому купольному вулкану более сорока тысяч лет, с 1800 года он извергался 11 раз [24].
Южная Америка [ править ]
В Южной Америке есть несколько исторических действующих вулканов. На юге Чили , то вулкан Чайтен извергался в 2011 году , добавив 160 метров в ободе. Доисторическое оружие и инструменты, сформированные из блоков обсидиановой тефры, датируются 5610 годами назад и были обнаружены на расстоянии 400 км. [25] Из-за расположения зоны субдукции плиты Наска в восточной части Тихого океана, на юге Перу находится двадцать один действующий вулкан . [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]
Ссылки [ править ]
- ^ Это широкое определение тефры (греческая тефра , «пепел»)предложенный исландского вулканолог Сигурур Ораринссон (Sigurdur Тораринссон) в 1954 году, в связи с извержением Гекло (Тораринссон «извержение Гекли, 1947-48II, 3. Падение тефры из Геклы, 29 марта 1947 г. », Visindafélag Íslendinga (1954: 1-3).
- ^ a b Горниц, Вивьен (2008). Энциклопедия палеоклиматологии и древних сред . Springer Science & Business Media. С. 937–938. ISBN 978-1-4020-4551-6.
- ^ а б Айрис, Пол Мартин; Дельмель, Пьер (1 ноября 2012 г.). «Непосредственные экологические последствия выброса тефры». Вестник вулканологии . 74 (9): 1905–1936. Bibcode : 2012BVol ... 74.1905A . DOI : 10.1007 / s00445-012-0654-5 . ISSN 1432-0819 . S2CID 129369735 .
- ^ τέφρα . Лидделл, Генри Джордж ; Скотт, Роберт ; Греко-английский лексикон в проекте « Персей» .
- ^ πῦρ у Лидделла и Скотта .
- ^ κλαστός у Лидделла и Скотта .
- ^ "Геологическая служба США: Программа опасностей вулканов" . volcanoes.usgs.gov . Проверено 19 марта 2020 .
- Перейти ↑ Hay, RL (1989). «Голоценовые месторождения карбонатит-нефелинитовой тефры Олдоиньо Ленгаи, Танзания». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 37 (1): 77–91. DOI : 10.1016 / 0377-0273 (89) 90114-5 .
- ^ "Глобальная программа вулканизма | Иерро" . Смитсоновский институт | Глобальная программа вулканизма . Проверено 19 марта 2020 .
- ^ «Окаменелости пережили извержение вулкана, чтобы рассказать нам о происхождении Канарских островов» . ScienceDaily . Проверено 19 марта 2020 .
- ^ Браун, Фрэнсис Х .; Фуллер, Чад Р. (сентябрь 2008 г.). «Стратиграфия и тефра формации Кибиш, юго-запад Эфиопии». Журнал эволюции человека . 55 (3): 366–403. DOI : 10.1016 / j.jhevol.2008.05.009 . PMID 18692219 .
- ^ Ассефа, Зелалем; Йирга, Соломон; Рид, Кэй Э. (сентябрь 2008 г.). «Фауна крупных млекопитающих кибишской свиты» (PDF) . Журнал эволюции человека . 55 (3): 501–512. DOI : 10.1016 / j.jhevol.2008.05.015 . PMID 18691734 .
- ^ "Эреб" . www.volcanodiscovery.com . Проверено 19 марта 2020 .
- ^ «Видео: группа исследователей обнаруживает окаменелости растений, ранее неизвестные в Антарктиде» . www.nsf.gov . Проверено 19 марта 2020 .
- ^ «Окаменелые деревья и ледяные керны помогают датировать огромное извержение вулкана 1000 лет назад с точностью до трех месяцев» . ScienceDaily . Проверено 19 марта 2020 .
- ^ "Вулкан в стиле Помпеи дал Китаю кладезь динозавров" . Phys.org . Проверено 19 марта 2020 .
- ^ Австралия, c \ = AU \; o \ = Правительство Австралии \; ou \ = Geoscience (20 октября 2017 г.). «Вулкан» . www.ga.gov.au . Проверено 19 марта 2020 .
- ^ "Юрский мир вулканов, найденных в центральной Австралии" . ScienceDaily . Проверено 19 марта 2020 .
- ^ «Все о вулканах Италии» . ZME Science . 24 сентября 2015 . Проверено 19 марта 2020 .
- ^ Редакторы, История ком. «Везувий извергается» . ИСТОРИЯ . Проверено 19 марта 2020 .CS1 maint: дополнительный текст: список авторов ( ссылка )
- ^ «Открытие: ископаемые следы динозавров в слоях вулканического пепла могут поставить под сомнение дату вымирания динозавров | VolcanoDiscovery» . www.volcanodiscovery.com . Проверено 19 марта 2020 .
- ^ "Обсерватория вулкана Каскад" . volcanoes.usgs.gov . Проверено 19 марта 2020 .
- ^ Открытия, удивительные. "Окаменелые деревья | Окаменелые деревья | Извержение горы Сент-Хеленс" . amazingdiscoveries.org . Проверено 19 марта 2020 .
- ^ "Августин | Мир вулканов | Государственный университет Орегона" . volcano.oregonstate.edu . Проверено 19 марта 2020 .
- ^ "Вулкан Чайтен, Чили: карта, факты, изображения извержения | Чайтен" . geology.com . Проверено 19 марта 2020 .
- ^ "Вулканы Перу" . www.volcanodiscovery.com . Проверено 19 марта 2020 .
- ^ Пиенсон, Николас Д. «Новые археоцеты из Перу - самые старые ископаемые киты из Южной Америки | Смитсоновский океан» . ocean.si.edu . Проверено 19 марта 2020 .
Внешние ссылки [ править ]
- СМИ, связанные с Тефрой, на Викискладе?
- Идентификация вулканических материалов