Кіріспе

Каскад тау жотасындағы күрделі жанартау Мазама тауы (Кламат тайпасының тілінде Тум сум не) – АҚШ-тың батыс Орегон штатында, Каскад жанартау доғасы мен Каскад жотасының бөлігінде орналасқан күрделі жанартау. Шамамен 7700 жыл бұрын болған үлкен жарылыстан кейін таудың көп бөлігі құлдырап кетті. Жанартау Оңтүстік Каскад аймағындағы Кламат округінде, Орегон мен Калифорния шекарасынан солтүстікке қарай 97 км (60 миль) жерде орналасқан. Магманың ағып шығуынан босаған магма камерасы нәтижесінде құлдырау орын алды, бұл Кратер көлін (Кламат тайпасының тілінде Гивас) құрайтын кальдераны қалыптастырды. Мазама тауының бастапқы биіктігі 3658 м (12000 фут) болған, бірақ оның күшті жарылысынан кейін 2486 м (8157 фут) дейін төмендеді. Кратер көлінің тереңдігі 592 м (1943 фут) – АҚШ-тағы ең терең тұщы сулы көл және Солтүстік Америкадағы екінші ең терең көл (Канададағы Ұлы Құл көлінен кейін). Мазама тауы қалқан тәрізді жанартаулар мен кішкентай конус тәрізді жанартаулар сияқты біріккен жанартаулық құрылымдардан қалыптасты, 7700 жыл бұрынғы күшті жарылысына дейін үнемі белсенді болды. Каскад жанартау доғасында миллион жыл ішіндегі ең ірі жарылыс болған бұл жарылыс Мазама тауының шыңын жойды және оның биіктігін шамамен 2 км (1 миль) қысқартты. Көптеген құрылымдар жанартаудың жартылай бос мойны мен магма камерасына құлап, кальдераны құрады. Аймақтағы жанартаулық белсенділік теңіз астындағы плитаның шөгуімен және жергілікті керілуге байланысты жарылымдардың әсерімен байланысты. Мазама тауы қазіргі уақытта тыныш күйде, бірақ АҚШ Геологиялық қызметінің мәліметінше, кішкентай жарылыстар болуы мүмкін, бұл айналасына қауіп төндіруі мүмкін. Жергілікті тайпалар Мазама және Кратер көлі аймағында кем дегенде 10 000 жылдан бері қоныстанған, жанартау жергілікті халықтың фольклорында маңызды орын алады. Еуропалықтар бұл аймаққа алғаш рет 19 ғасырдың ортасында келді. 19 ғасырдың соңынан бері ғалымдар геологиялық құбылыстарды және соңғы кезде геотермальдық энергияның мүмкін көздерін зерттеу үшін бұл аймақты жан-жақты зерттеді. Кратер көлі мен Мазама тауының қалдықтарында әртүрлі экожүйелер сақталған, олардың қашықтығы мен экологиялық маңыздылығын ескере отырып, Ұлттық саябақтар қызметі оларды қатаң бақылайды. Жаяу серуендеу, велосипед тебу, қарда жүру, балық аулау және тау шаңғысы сынды демалыс түрлері қол жетімді; жаз айларында Кратер көліндегі кемпингтер мен пансионаттар келушілерге ашық.

География

Мазама тауы АҚШ-тың Орегон штатының Кламат округінде орналасқан және Солтүстік Америкадағы Канададағы Ұлы құл көлінен кейін екінші ең терең көл болып табылады. Кальдераны қалыптастырған жарылыстан бұрын Мазаманың биіктігі аралығында болған, бұл оны көлден 1.6 шақырымға (2 км) жоғары орналастырған.

Физикалық география

Мазама тауы қалыптасып дами келе, мұздықтар жиі пайда болды. Олар жанартаудың етектерінде ойыстар жасап, сонымен қатар жанартау конусының төменгі жағында U пішіндес аңғарларды құрды. Бұларды оның оңтүстік беткейіндегі үш ірі мұздық каньонында көруге болады: Керр Нотч, Мунсон Долы және Сан Нотч.

Геология

Хуан-де-Фука тақтасының Каскадия субдукция аймағындағы субдукциясынан пайда болған, Солтүстік Америка тектоникалық тақтасының астындағы Горда тектоникалық тақтасымен солтүстік-шығысқа қарай баяу жылжыған Мазама, Калифорнияның солтүстігінен Британдық Колумбияның оңтүстігіне дейін созылатын Каскадтық вулкандық доғаның бөлігі болып табылады. Ол қыртыстың кеңейген аймағында орналасқан, оның ішінде зиянды жер сілкіністерін тудыруы мүмкін, солтүстік-оңтүстік бағытталған жарылымдар, мысалы, Батыс Кламат көлі аймағындағы Энни Спринг жарылымы бар. Сол сияқты, 35 000 жыл бұрын Red Cone-дегі базальттық андезиттік шөгінділерді кесіп өткен Red Cone Spring жарылымы екі жарылымның жылдық орташа жылдамдықпен қозғалуын қамтамасыз етеді. Крейтер көлінің кальдера қабырғасында жарылымдар байқалмайды, бірақ жанартау жақын маңдағы жоғарғы қыртыста кернеу өрісін тудырған. Мазама батыста және оңтүстік-батыста базальт пен мафикалық (магний мен темірге бай) андезитпен, ал оңтүстікке, оңтүстік-шығысқа, шығысқа және солтүстік-шығысқа қарай 600 000 – 700 000 жыл бұрынғы риодацит лава ағындарымен жатыр, олар Мазама шөгінділерінің астында орналасқан. Бұл Каскадтық таулардың ірі жанартауы, Каскадтық таулар мен Кламат грабенінің қиылысында орналасқан. Бассейн және Range провинциясы шығыста жатыр. Мазама Каскадтар доғасының кең сегментінде орналасқан, онда аймақтағы Жер мантиясының балқыуынан кішірек вулкандар жиі кездеседі. Бұл вулкандар жоғары алюминийлі оливин толеитінен магнийлі базальттық андезитке дейін магманың шығуымен сипатталады, бұл мантиядағы басқа магма камерасымен араласқан субдукциядан пайда болған немесе балқыған сұйықтықтардың жоғары мөлшерін көрсетеді. Бұл магмалардың кремний диоксидінің құрамы 47,6 пайыздан 73,2 пайызға дейін жетеді. Мазама және Крейтер көлі Орегон Каскадтарының Мазама бөлігін құрайды, ол Тимбер кратерінен Биг Банчграсс қалқанды жанартауына дейін созылады. Оған 175 квартерлік жанартау тесігі кіреді, ені шамамен 17 км болатын белдеуде, көптеген қалқандар мен моногенетикалық жанартау орталықтары бар жоғары тесік тығыздығына ие. Ньюберри жанартауынан кейін Мазама Орегондағы екінші ірі квартерлік жанартаулық құрылыс болып табылады және жалпы көлемі бойынша ең үлкені, Мазама Каскадтық вулкандық доғадағы квартерлік кальдералардың ең жаңасы болып табылады, оған Ньюберри кальдерасы және Медицина көлі жанартауындағы кальдера да кіреді. Орегонның Биік Каскадтарындағы квартерлік моногенетикалық вулканизм құмшаң конустарды, лава алаңдарын және шағын қалқанды жанартауларды қамтиды, олар төмен калийлі, жоғары алюминийлі оливин толеитінен орташа калийлі сілтілі базальтқа, базальттық андезитке және шошониттік базальттық андезитке дейін лава шығарады. Мазама жанартау кешені бастапқыда бір-біріне жабысып тұрған құрылыстар тобы ретінде қалыптасқан. Ол қалқандық жанартаулар мен шағын стратокондардан тұрады және дұрыс емес пішінге ие болған. 2723 м биіктіктегі Скотт тауы – бұл бастапқы шоғырдың ең көне көрінетін қалдығы. Скотт Мазама кешенін құраған құрама жанартаулардың біріншісі болды, ол тез және белсенді конус құру кезеңінен пайда болды және Мазамадағы соңғы атқыштардан бұрын белсенді емес болды. Уақыт өте келе, атқыштар батысқа қарай жылжып, жанартау орталығының оңтүстік беткейінде Апплегейт шыңы мен Гарфилд шыңы конустарын құрады. Мазамаға жақын орналасқан қалқандық жанартаулардың гавайилік атқыштары да базальттық андезит лава ағындарын құрады, олардың қалыңдығы орташа есеппен 2-3 метрді құрады. Мазама кальдерасының оңтүстік, батыс және шығыс қабырғаларында орналасқан бұл ағындарда лава бомбалары да бар. Андэзиттік лаваның бірнеше жүз метр қалыңдыққа жеткен тұтқыр атқыштары Мазаманың конустарын одан әрі дамытып, бұрышты лава блоктарына бай қатты, тығыз ішкі құрылымды жасады. Хоуэл Уильямстың зерттеулері Крейтер көлінің кальдерасын басқа Каскадтық стратовулкандарға, соның ішінде Калифорниядағы Шаста тауы мен Вашингтон штатындағы Рейниер тауына орналастырды және Мазаманың құлау алдындағы биіктігі 3658 м болды деген қорытындыға келді, бұл геологтардың стандартты бағасы ретінде қабылданды. Голоцен кезінде Мазама жанартауы бірнеше шоғырланған шыңдардан тұрады, оның шығыс шетінде Скотт тауы, ал батыс жағында Хиллман шыңы орналасқан. Бұл жанартаулар шығыстан батысқа қарай көтерілген болуы мүмкін, сондай-ақ олардың оңтүстік беткейлерінде жанартаулық конустар мен лава күмбездері бар. Сонымен қатар, Күзетші лава ағыны сияқты мұздық мүйіздері де болған, ал таудың басына жақын мұздықтар сақталған болуы мүмкін. Құлау кезінде Мазама тауының ауданы шамамен 1000 шаршы километрді құрады және Биік Каскадтардың маңызды вулкандарының бірін білдірді. Ол Калифорниядағы Шаста тауы мен Орегондағы Үш қарындас кешені арасындағы ең ірі жанартаулық құрылыс болды. Атқыштардан бұрын, мұздық эрозия оның оңтүстік және оңтүстік-шығыс беткейлерінде U тәрізді аңғарларды ойып, оны айтарлықтай өзгерткен. Кальдераның солтүстік және батыс жақтарында мұздық эрозияның айқын белгілері байқалмайды, себебі олар тек Төртіншілік дәуірдің соңындағы мұздық қозғалысына ұшыраған лава ағындарынан тұрады. Кальдераның сыртында, Голоцен дәуірінен және төменгі биіктіктегі жер бедерлерінен басқа, көптеген төбелер мұздық өзгерудің белгілерін көрсетеді, соның ішінде Төртіншілік лава күмбездері мен құмшаң конустар бар. Скотт тауы да мұздықпен күшті эрозияға ұшырады, ал Юнион Пик жанартауы қазірде пирамида тәрізді мүйізден ғана тұрады. Қазіргі кезде оның өлшемдері 1,6 км және ені 0,8 км, бірақ ғалымдар бастапқы құлау диаметрінің одан да үлкен болғанын есептейді. Қазіргі кезде ол Визард аралы және су астындағы Мериам конусы сияқты бірнеше шағын лава күмбездері мен құмшаң конустарды қамтиды. Мазама құрылысының болжамды көлемі 1000 куб. км, бірақ мұздық эрозияны ескергенде, ол одан да көп болуы мүмкін. Климаттық атқыштардан кейін Мазаманың шыңы толығымен жойылды, оның орнына 1219 м тереңдігі бар және тік жартастармен қоршалған ойыс пайда болды. Мазамадан бұл атқыштар кезінде шығарылған магманың көлемі 61 куб. км (14 куб. миль) құрады. Шығарылған лава магма камерасының ішіндегі орналасуына сәйкес тік бойда зоналанған және сілтілік-кремнийлі құрамына ие болды. Ол шамамен 90 пайыз біртекті риодациттік пумистен тұрды, оның құрамында 10 пайыз фенокристтер, қалғаны кристалдық андезиттік шлак және мафикалық кристалдардан тұрады. Жалпы атқыштар көлемі 176 куб. км (42 куб. миль) құрайды, бұл Мазама күлінен екі есе көп. Мазаманың климаттық атқыштары Голоцен дәуіріндегі ең ірі атқыштардың бірі болды. Соңғы 420 000 жылда Мазаманың атқыштар көлемін ескерсек, ол 1000 куб. км-ден астам атқыштар көлемін шығарған болуы мүмкін, бұл оны Каскадтық таулардың үшінші немесе төртінші ең өнімді квартерлік жанартау орталығына айналдырады. Атқыштардың жарылыс күші 7-деңгейге бағаланған, бұл атқыштар бұлтының биіктігі, атқыштар көлемі және сапалық байқаулар бойынша анықталған.

Соңғы іс-әрекеттер және ықтимал қауіптер

7700 жыл бұрынғы жарылыстан бері Мазамадағы барлық жарылыс оқиғалары кальдера ішінде болды. Кальдера қалыптасқаннан кейін, бастапқы кратер қабырғаларынан түскен қар көшкіндерінен кеңейді. Бұл Ллао шығанағындағы, Стил шығанағындағы және Гротто шығанағындағы тілімдер сияқты кальдераға тісті пішін берді. Мысалы, кальдера қабырғасындағы ең ірі жер сілкінісі – Часки сырғанауы кратер қалыптасқаннан соң көп уақыт өткенде болды. Оңтүстік бөлігінде орналасқан, онда лава блоктары бар, олардың көпшілігі қазір Кратер көлінің түбінде жатыр. Кратер көшкін, лава және сумен толғанда, кальдераның сыртқы түрі уақыт өте келе өзгерді. Кальдера ішінде жаңа конустар мен лава далалары пайда болды, олардың барлығы Сиқырлы аралдан басқа су астында қалды. АҚШ үкіметі мен университеттерінің ғалымдары жоғары ажыратымды көп сәулелі эхо-саундерлер, көлік қозғалысын тіркеу құралдары мен навигаторлар және екі дифференциалды GPS (DGPS) жүйесі арқылы кальдераның түбін карталап, су астындағы жанартаулар мен көшкін шөгінділерін анықтады. 7700–7200 жылдар аралығында орталық лава платформасы, Мерриам конусы және Сиқырлы арал, сондай-ақ лава ағындары пайда болды. Бұл жарылыстар андезиттік лавадан тұрады, оның жартысы Сиқырлы арал конусында. Сиқырлы арал лавасы сумен әрекеттесіп, брекчия үйінділерін құрады, ал су деңгейі көтерілгенде Сиқырлы аралдың тек жоғарғы бөлігі ғана судан көрінді. Құрылыс лавадан жасалған таушайып пішіндес, өйткені ол Кратер көлінің түбінен 366 метр (1200 фут) биіктікте орналасқан үлкен, сопақ тұғырдың үстінде тұр; Сиқырлы аралдың тек 2 пайызы ғана су бетінен жоғары көтеріледі. Мазама ұйықтап жатқан жағдайда саналады, бірақ АҚШ Геологиялық қызметінің Каскадтар жанартау обсерваториясы оны қадағалап отырады. Болашақ жарылыстар кешеннің батыс жағында және кальдера жиегінің ішінде болуы мүмкін; олар су астында болуы да мүмкін. Газға толы лаваның судан шығарылуы үлкен күл бағаналарын тудыруы мүмкін, бірақ терең су астындағы жарылыстар оқиғаның жарылғыштығын азайтуы мүмкін. Дегенмен, су мен лаваның жылдам араласуы қауіпті пирокластикалық толқындарды тудыруы мүмкін, олар пирокластикалық ағындарға қарағанда газды және аз қатты болады. Мұндай ағындар топографиялық кедергілерден өтіп, тау жынысы сынықтарын жылдамдықпен қозғап, олардың шамынан бірнеше шақырымға дейін бара алады. Мазама кальдерадан алыс жерде батпақ ағындарын тудыруы екіталай, бірақ кальдерадан тыс жақын жердегі жер сілкінісі қармен араласып, жарылысқа себеп болуы мүмкін. Жарылыстардан Крейтер көлінен тыс жерлерге жететін толқындар пайда болмайды, бірақ күшті жарылыстар кальдерада биік толқындар тудыруы мүмкін. 7700 жыл бұрынғы жарылыс сияқты жарылыс болуы екіталай, өйткені ол Мазама аймағында бар екені белгілі магмадан гөрі үлкен көлемді қажет етеді. Көшкін жағалаудағы аймақтарды суға батыруы мүмкін, бірақ олар кальдера қабырғаларының құлауына себеп болмайды, өйткені олар көлдің бетінен 152 метр (500 фут) жоғары көтеріледі. Жақын маңдағы Батыс Кламат көлінің бұзылу аймағынан Рихтер шкаласы бойынша 7.0 дейін жер сілкінісі болуы мүмкін, бірақ мұндай оқиғалар 3000–10000 жыл сайын ғана болады; олар жер сілкінісін тудырып, биік толқындарға себеп болуы мүмкін. Вулкандық белсенділіктен туындаған жер сілкінісі көлде қозғалыс тудыруы мүмкін, бірақ олар Рихтер шкаласы бойынша 5.0-ге дейін жетеді. Кратер көлі жеткілікті бақыланбайды және Каскад вулкандары арасында сейсмикалық белсенділігі жоғары емес. Жер сілкінісі қаупі ең жоғары аймақ – Каскадия субдукция аймағы, ол 8 немесе 9 баллдық жер сілкінісін тудыруы мүмкін, бұл Крейтер көлінде үлкен толқындарға әкелуі мүмкін. Мазама тауының 50 шақырымында (миль) 50 адам ғана тұрса, жанартаудың 270 мыңнан астам халқы 50 шақырым (миль) ішінде тұрады. Жылдамдықпен қозғалған көшкін ұлттық саябаққа келген қонақтарға немесе зерттеушілерге қауіп төндіріп, цунами сияқты толқындар тудыруы мүмкін, сондай-ақ көлдің айналасындағы инфрақұрылымға зақым келтіруі мүмкін.

Геотермиялық энергия

Крейтер көліндегі жылу ағыны мен су химиясын зерттеу және 120 000 жылдан асқан тау жыныстарының өзгеруі Мазама аймағында гидротермальдық аймақтардың бар екенін көрсетеді. Көптеген бұлақтардың химиясы ұқсас, олардың себебі – вулкандық шыны мен клинопироксеннің ыдырауы. Бұл құбылыстар, 7700 жыл бұрын Мазама жарылысын тудырған магма камерасының қалдық жылуымен байланысты процестер нәтижесінде пайда болған болуы мүмкін. Көлде үш жыл сайын қайталанатын конвективті араласу байқалады, себебі жылу сұйықтығы көлдің түбі арқылы өтеді, нәтижесінде жылу бұлақтары пайда болады, олардың құрамындағы кремнийдің биіктігі 400 метрге жетеді. Осының нәтижесінде Калифорния Энергетика компаниясы екі геотермальдық барлау ұңғымасын бұрғылады: MZI 11A ұңғымасы ұлттық саябақтың шығыс шекарасындағы Скотт Крик ағысында, ал MZII 1 ұңғымасы сол шекараның оңтүстігінде және Энни Крик шығысында орналасқан. Оңтүстік ұңғымада байқалған максималды температура 40 °C (104 °F), ал шығыс ұңғымада – 130 °C (266 °F) құрады. Крейтер көліндегі конвективті жылу шығарылымы Каскадтағы Остин ысық бұлақтарынан және Лассен жанартаулық ұлттық паркінен кейін үшінші орында тұрады. АҚШ Геологиялық қызметінің ғалымдары Мазама мен Крейтер көлінде геотермальдық энергияны пайдалану мүмкіндіктері бар деп санайды.

Экология

Кратер көлінің ұлттық паркі және Мазама тауының айналасындағы аумақтардың биіктігі әртүрлі, бұл алуан түрлі мекендеу орталарын қамтамасыз етеді. Экологиялық бұзылулар көзден қашықтық артқан сайын зиянды азайтуға бейім, бірақ жанартаулық жарылыстар қоршаған ландшафт үшін бұзылудың біркелкі үлгілерін тудыруы мүмкін. Мазаманың төңірегі әлі де жарылыстан кейін қалпына келуде. Кратер көлінің ұлттық паркінде 50-ден астам сүтқоректілер түрі бар. Вирджиния опоссумы сияқты опоссум түрлері сирек кездеседі, ал парк аумағындағы егеуқұйрықтар мен құрлыштардың түрлеріне – батпақты егеуқұйрық, Тынық мұхиты егеуқұйрығы, американдық су егеуқұйрығы, тұманды егеуқұйрық, Троубридж егеуқұйрығы, көшпелі егеуқұйрық, американдық құрлы-егеуқұйрық және кең табанды құрлыштар жатады. Парк аумағында жиі кездесетін жарғанақтарға кішкентай қоңыр жарғанақ, ақшыл жарғанақ және үлкен қоңыр жарғанақ кіреді, ал Калифорния миотисі, күміс шашты жарғанақ, Юма миотисі, ұзын құлақты миотис, ұзын аяқты миотис және ақшыл жарғанақ сирек кездеседі. Климаттың өзгеруі Кратер көлі аймағындағы американдық пика популяциясына қауіп төндіреді, өйткені олар ыстық ауа райына төзбейді, себебі олардың терісі жылуды тиімді түрде шығармайды. Климаттың өзгеруі өсімдіктердің өсу үлгілерін бұзу арқылы олардың тамақ қорын азайтуы мүмкін. Соңғы онжылдықтарда Орегон штатында кем дегенде үш пика популяциясы жойылып кетті. Сонымен қатар, климаттың өзгеруі нәтижесінде таулық қарағай қоңызының таралуы Кратер көлінің жиегіндегі және жақын маңдағы төбелердегі аққабық қарағайлар арасында жиілеп кетті. Ұлттық парктер қызметінің бағалауынша, Кратер көлінің ұлттық паркіндегі аққабық қарағайлардың шамамен жартысы өлген немесе өліп бара жатыр. Тау өзін-өзі жойғаннан кейін, кламаттар оқиғаны Ллао мен оның қарсыласы Скелл арасындағы ұлы шайқас ретінде баяндады, ол олардың аспан құдайы немесе "Жоғары әлемнің басшысы" болды. Кламат халқы Мазамаға қараудың өлімге әкелетініне сенді. Кейбір жергілікті американдықтар әлі де суға қараудан бас тартады. Бұл сөз жергілікті американдық сөзден шыққан, "тау ешкісі" деген мағынаны білдіреді. (Ескерту: "мазама" сөзі испан тілінде де тау ешкісін білдіреді.) Қазан айынан мамыр айының соңына дейін ешқандай пансионаттар, жанармай құю станциялары немесе кемпинг алаңдары жұмыс істемейді. Кратер көлінің ұлттық паркінде велосипедпен жүру, балық аулау, тау шаңғысы және қармен жүру сияқты әрекеттер танымал.