Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
«Пирокласты» перенаправляются сюда. Об альбоме Sunn O см. Pyroclasts (альбом) .

Вулканическая тефра в Браун-Блафф , Антарктида (2016 г.)

Тефра - это фрагментарный материал, образовавшийся в результате извержения вулкана, независимо от состава, размера фрагмента или механизма внедрения. [1]

Горизонты тефры на юге центральной части Исландии : толстый и светлый слой в центре фотографии - это риолитовая тефра из Геклы .

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 пирокластические породы или туф . Тефрохронология - это геохронологический метод, который использует дискретные слои тефры - вулканического пепла от одного извержения - для создания хронологической основы, в которую могут быть помещены палеоэкологические или археологические записи. Когда вулкан взрывается, он выделяет разнообразную тефру, в том числе пепел, золу 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 захоронены в слое тефры. Позднее ученые датируют эти окаменелости, чтобы определить возраст окаменелости и ее место в летописи окаменелостей.

Шлейф извержения 2007 года на горе Этна произвел вулканический пепел, пемзу и лавовые бомбы.

Обзор [ править ]

Камни из туфа Бишопа , несжатые с пемзой слева; сжато с помощью fiamme справа

Тефра - это рыхлый пирокластический материал, образовавшийся в результате извержения вулкана. Он состоит из множества 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 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 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"". Воздействие кислотного дождя и снега, осадки, вызванные выбросами тефры в атмосферу, можно наблюдать в течение многих лет после того, как извержения прекратились. Извержения тефры могут затронуть экосистемы от миль до километров в зависимости от размера извержения. [3 ]

Классификация [ править ]

Фрагменты тефры классифицируются по размеру:

Вулканическая брекчия в Джексон Хоул
  • 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 обладают своим уникальным химическим составом и характером, 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 «разбитый 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 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, найденная 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 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 [ править ]

Африка [ править ]

Вулканы Африки оказали влияние на летопись окаменелостей. Географически это 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. Один из самых активных островов - остров Росс, на котором расположены 4 вулкана: гора Эребус , гора Террор , гора Берд и гора Хаддингтон . Самый активный из этих четырех вулканов - 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 Антарктиды были покрыты лавой . В 2015 году группа исследователей под руководством Эрика Гулбрансона , профессора 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 извержений вулканов до сих пор 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 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, поскольку 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 открыть 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 году нашей эры извергался Везувий, покрывший город Помпеи расплавленной лавой, пеплом, пемзовыми вулканическими блоками и токсичными газами. Все извержение длилось от 12 до 18 часов. Впоследствии все было прекрасно сохранилось и окаменело под вулканическим пеплом 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 ]

Гора Сент - Хеленс Национальный Вулканический Памятник после 1980 извержения

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 обрушиться и вымыться в дна озер, где они окаменели. Близлежащие леса были затоплены с удалением коры, листьев и ветвей деревьев. [23] В 2006 г. произошло извержение вулкана Августин на Аляске, вызвавшего землетрясения, лавины и выбросы пепла тефры на расстоянии примерно двухсот девяноста километров. Этому купольному вулкану более сорока тысяч лет, с 1800 года он извергался 11 раз [24].

Южная Америка [ править ]

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

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, в южной части 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 ]

  1. ^ 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).
  2. ^ a b Горниц, Вивьен (2008). Энциклопедия палеоклиматологии и древних сред . Springer Science & Business Media. С. 937–938. ISBN 978-1-4020-4551-6.
  3. ^ 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 .  
  4. ^ τέφρα . Лидделл, Генри Джордж ; Скотт, Роберт ; Греко-английский лексикон в проекте Perseus .
  5. ^ πῦρ  у Лидделла и Скотта .
  6. ^ κλαστός  у Лидделла и Скотта .
  7. ^ "USGS: Программа опасностей вулканов" . volcanoes.usgs.gov . Дата обращения 19 марта 2020 .
  8. Перейти ↑ Hay, RL (1989). «Голоценовые карбонатит-нефелинитовые тефровые месторождения Олдоиньо Ленгаи, Танзания». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 37 (1): 77–91. DOI : 10.1016 / 0377-0273 (89) 90114-5 .
  9. ^ "Глобальная программа вулканизма | Иерро" . Смитсоновский институт | Глобальная программа вулканизма . Дата обращения 19 марта 2020 .
  10. ^ «Окаменелости пережили извержение вулкана, чтобы рассказать нам о происхождении Канарских островов» . ScienceDaily . Дата обращения 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. DOI : 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. DOI : 10.1016 / j.jhevol.2008.05.015 . PMID 18691734 .  
  13. ^ "Эреб" . www.volcanodiscovery.com . Дата обращения 19 марта 2020 .
  14. ^ «Видео: исследовательская группа обнаруживает окаменелости растений, ранее неизвестные Антарктиде» . www.nsf.gov . Дата обращения 19 марта 2020 .
  15. ^ «Окаменелые деревья и ледяные керны помогают датировать огромное извержение вулкана 1000 лет назад с точностью до трех месяцев» . ScienceDaily . Дата обращения 19 марта 2020 .
  16. ^ «Вулкан в стиле Помпеи дал Китаю кладезь динозавров» . Phys.org . Дата обращения 19 марта 2020 .
  17. ^ Австралия, c \ = AU \; o \ = Правительство Австралии \; ou \ = Geoscience (20 октября 2017 г.). «Вулкан» . www.ga.gov.au . Дата обращения 19 марта 2020 .
  18. ^ "Юрский мир вулканов, найденных в центральной Австралии" . ScienceDaily . Дата обращения 19 марта 2020 .
  19. ^ «Все о вулканах Италии» . ZME Science . 24 сентября 2015 . Дата обращения 19 марта 2020 .
  20. ^ Редакторы, История ком. «Везувий извергается» . ИСТОРИЯ . Дата обращения 19 марта 2020 .CS1 maint: дополнительный текст: список авторов ( ссылка )
  21. ^ «Открытие: ископаемые следы динозавров в слоях вулканического пепла могут поставить под сомнение дату вымирания динозавров | VolcanoDiscovery» . www.volcanodiscovery.com . Дата обращения 19 марта 2020 .
  22. ^ "Обсерватория вулкана Каскад" . volcanoes.usgs.gov . Дата обращения 19 марта 2020 .
  23. ^ Открытия, удивительные. «Окаменелые деревья | Окаменелые деревья | Извержение горы Сент-Хеленс» . amazingdiscoveries.org . Дата обращения 19 марта 2020 .
  24. ^ "Августин | Мир вулканов | Государственный университет Орегона" . volcano.oregonstate.edu . Дата обращения 19 марта 2020 .
  25. ^ "Вулкан Чайтен, Чили: карта, факты, изображения извержения | Чайтен" . geology.com . Дата обращения 19 марта 2020 .
  26. ^ "Вулканы Перу" . www.volcanodiscovery.com . Дата обращения 19 марта 2020 .
  27. ^ Пиенсон, Николас Д. «Новые археоцеты из Перу - самые старые ископаемые киты из Южной Америки | Смитсоновский океан» . ocean.si.edu . Дата обращения 19 марта 2020 .

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с Тефрой, на Викискладе?
  • Идентификация вулканических материалов