Кіріспе

Сент-Элиас тауларындағы жанартау, Аляска
Аляскадағы тау

Черчилль тауы – Сент-Элиас тауларындағы және Шығыс Аляскадағы Врангель жанартау аймағындағы (WVF) ұйықтап жатқан жанартау. Черчилль және оның көршісі Бона тауы екеуі де мұзбен жабылған жанартаулар, Черчилль тауының шыңына қарай шығыс жағында кальдерасы бар. Лава ағындары мен тефраның сирек кездесетін шығу орындары бар, көбінесе дациттен тұрады. Тынық мұхиты тақтасының Алясканың оңтүстік-шығысындағы батып кетуі соңғы миллион жыл ішінде азайды, бұл WVF-тегі жанартаулық белсенділіктің төмендеуіне әкелді. Черчилль тауы мантиядағы тұрақтанған плитадан алынған балқымалармен қоректенетін секілді, бұл бұрынғы батып кетуден қалған. Бұл жанартау голоцен кезеңінде бірнеше рет атқылаған. Ең маңызды атқышулар – Солтүстік Америкадағы соңғы екі мың жылдағы ең ірі екі жанартаулық атқышу кезінде түзілген екі Ақ өзен күлінің атқышуы. Солтүстік бөлігі шамамен 1890 жыл бұрын, ал үлкен шығыс бөлігі 852/853 жылдың қысында атқылады. Ақ өзен күлі Аляска мен Канаданың батысындағы кең аумақтарды жабады және тіпті Еуропаға дейін табылған. Сондай-ақ, Атабаска тайпасының аймақтан көшіп, қазіргі АҚШ-қа қоныс аударғанына куәліктер бар, бұл атқышудың салдары болды.

География және геоморфология

Тау Алясканың Сент-Ильяс тауларының Университет таулары кіші жотасында, Алясканың Маккарти қаласының шығысында және Канада шекарасынан орналасқан. Бұл аймақ Врангель-Сент-Элиас ұлттық паркі мен қорығының бөлігі болып табылады. Бұл жер өте шалғай орналасқан және оны көруге арналған жолдар жоқ. Тауға алғаш рет 1951 жылдың 20 тамызында Р. Гейтс және Дж. Линдберг көтерілді, ал 1965 жылы ағылшын саясаткері Уинстон Черчилльдің құрметіне аталды. Ол сонымен қатар Клутлан мұздығы, Черчилль-Бона немесе Ақ өзен жанартауы деп те белгілі. Әртүрлі өлшемдер нәтижесінде шыңының биіктігі , , немесе көрсетілген. Бұл қатты мұздықтан тұратын тік жарлы тау массивіндегі тау, ол айналасындағы жерден биік көтеріледі. Бұл АҚШ-тағы он ең биік таудың бірі. Таудың көп бөлігі жүздеген метр қалыңдықтағы мұзбен жабылған, бірақ бағандармен тізілген лава ағындары және тефра шөгінділері шығып тұрады, бұл Черчилль тауының стратовулканолық болуы мүмкін екенін көрсетеді. Черчилль тауының шығысында, шыңының төменгі жағында, солтүстік-шығысқа қарай ашық жазық амфитеатр құрайтын кальдера орналасқан. Амфитеатрдың айналасында ақ түсті литиктер кіріктірілген пемзаның көптеген шығып кетулері кездеседі, ал қалған бөлігі толығымен мұзбен жабылған. Осы тау жыныстары Клутлан мұздығының екі жағында орналасқан. Олардың қазіргі мұздық бетінен жоғары орналасуы олардың шөгіндісі кезінде мұздың қазіргіден қалың болғанын көрсетеді. Басқаша айтқанда, олар мұз үстінде су тасқыны кезінде, мүмкін, жанартаудың атқылауынан немесе пемзадан жасалған көлдің бұзылуынан кейін шөгіндірген болуы мүмкін. Мұздықтың екінші жағында, Черчилль тауынан, тефраның тасқа жинақталуынан құмды қырғыр пайда болды. Бұрын бұл жер Ақ өзенінің күлінің шығуы деп есептелген. Кейбір жерлерде вулкандық күл пемзаны жабады. Ескі Бона тауы Черчилль тауынан оңтүстік-батысқа қарай 2 миль (3 км) қашықтықта орналасқан. Теңіз деңгейінен биіктігі - биіктігі бар, ол Врангель тауларының ең биік тауы және Врангель жанартаулық алабындағы және жалпы АҚШ-тағы ең биік жанартау. Екі таудың арасын қармен жабылған жота бөліп тұрады. Екі таудың да беті мұзбен жабылған. Рассел және Клутлан мұздықтары Черчилль тауының солтүстік-батыс және шығыс-оңтүстік жағында орналасқан. Клутлан мұздығын мореналар мен талус шөгінділері қоршап тұрады. Екі мұздық та соңында Ақ өзенге құяды. Бона тауының оңтүстік жағындағы мұздықтар Читина өзеніне құяды. Черчилль тауындағы мұздың жасы 800, мүмкін 1500 жылға жетеді.

Геология

Врангельдік вулкандық өріс (WVF) Врангель және Сент-Элиас тауларында соңғы 30 миллион жылдан бері белсенді. Врангель вулкандық алаңында көптеген ірі қалқан тәрізді жанартаулар бар, олар Жердегі ең ірі доға тәрізді жанартаулардың қатарына жатады. Драм тауы және WVF-дегі басқа жанартаулар орта плейстоцен кезеңінде Ақ өзен күлінен де күштірек жарылыстарды бастан өткерді. Черчилль және Врангель таулары – Холоцен кезеңінде жарылған WVF-дегі жалғыз жанартаулар. Черчилль тауынан басқа, Врангель вулкандық алаңындағы вулканизм солтүстік-батысқа қарай жылжып, 200 000 жылдай бұрын тақталардың құрылымы өзгергенде және субдукция тоқтағанда азайды. Черчилль тауы мен Бона тауы андезиттік лава ағындарынан тұрады. Университет шыңы – 8,4 миллион жылдық вулкандық бұзу, қазір эрозия нәтижесінде көрініп тұр. Бона тауының негізі перм және пенсильвания кезеңдерінің тау жыныстары мен үшінші дәуір граниттерінен тұратын үстірттікпен қалыптасқан; Бона тауының көп бөлігі осы вулканизмге жатпайтын тау жыныстарынан құралған болуы мүмкін. Алясканың оңтүстік-шығысындағы батыс жағалауында Тынық мұхиты тақтасы Солтүстік Америка тақтасының астына еніп, WVF-тің пайда болуына себеп болды. Юра кезеңінен бері Тынық мұхиты тақтасы арқылы жеті бөлек терран Аляскаға жеткізіліп, континентке қосылды: Желді терран, Врангелияның әртүрлі террандары, Чугач, Принц Уильям және соңғысы – Якутат блогы, ол әлі де қосылу үдерісінде. Якутат блогымен болған соқтығысу субдукцияның тоқтауына әкелді, ал тақталардың қозғалысы қазір Денели және Тоцчунда сындықтары сияқты қиылыстар бойымен жүзеге асып жатыр, ал субдукция Алеут мега-құрылымында батысқа қарай жалғасуда. Тоцчунда сындығының Коннектор және Дьюк өзені сындықтарымен қиылысы магманың Черчилль тауына көтерілетін жері болуы мүмкін.

Магманың құрамы мен шығу тегі

Черчилль жыныстары дацитті және кальци-сілтілі адакиттер жиынтығын құрайды. Олардың құрамында биотит, рог-бленда, илменит, гиперстен, магнетит және плагиоклаз сияқты фенокристердің орташа мөлшері бар, сондай-ақ апатит пен ортопироксеннің шамалы мөлшері де кездеседі. Ақ өзен күлінің әр бөлігі әртүрлі тау жыныстары химиясының нәтижесінде пайда болған, олар бір-біріне өте ұқсас болғандықтан ажырату қиын. Шығыс бөлігіндегі бөлшектер солтүстік бөлігіне қарағанда ірілеу, және екі бөлек химиялық тенденцияның белгілері байқалады; Черчилль тауындағы шөгінділер шығыс бөлігінің химиялық құрамымен сәйкес келеді. Қайта құрылған магма температурасы солтүстік бөлігіндегі магма үшін және шығыс бөлігіндегі магма үшін тіркелді. Врангель плитасы, субдукция нәтижесінде қалған, мантияда тоқтаған болуы мүмкін, және астеносфераның плита терезесі арқылы ағып өтуінен қыздырылып, балқығаннан кейін Черчилль тауының магмаларын құрады, осылайша олар жоғары температурада субдукцияланған базальттардан алынған балқымаларға тән адактикалық құрамға ие. Көтерілу барысында магмалар Александр терранының негізгі жыныстарымен өзара әрекеттесу арқылы одан әрі өзгерді. Ақ өзен күлінің әрбір жарылысы, бір қабатты магма камерасынан емес, бірнеше түрлі магма партияларын қамтыған болуы мүмкін.

Мұз түйіндері мен климат

Бона Черчилль массивінен бірнеше мұз түйіндері алынды және Тынық мұхитының солтүстік-батысындағы климат туралы маңызды ақпарат көзі болып табылады. 2002 жылы Черчилль тауы мен Бона тауының арасындағы жотадан алынған мұз өзегі 2006 жылға дейін полярлық емес ең ұзын мұз өзегі болып табылады, оның ұзындығы шақырымды құрайды. Мұз өзегі вулкан жарылыстарының, оның ішінде Катмай, Кракатау, Лаки және Тамбора, сондай-ақ Ортағасырлық жылы кезең мен Кіші мұз дәуірі сияқты климаттың өзгеруі туралы куәліктерді сақтайды. Бона Черчилль мұздықтарындағы басқа да процестер – Қытайдағы шаң шығарылымдары, Аляскадағы орман өрттері, Солтүстік Тынық мұхитының беткі температурасы, Алеут төмен қысымдық жүйесінің орны және Арктикалық теңіз мұзының жағдайы тіркелген. Сент-Элиас тауларында шаң құрамын анықтау үшін беткі мұз бен қар қолданылды. Чугач таулары теңізден келген ауа массаларын тосқауылдайды, бұл аймақта континенттік климатқа алып келеді. Черчилль тауындағы жылдық орташа температура шамамен градусқа жетеді. Жыл сайын Черчилль тауына шамамен мұз суына тең жауын-шашын түседі.

Бұрынғы атылу

Черчилль-Бона массивінің жасы белгісіз, бірақ Черчилль тауы Плейстоценнің соңында жарыла бастады. Калий-аргондық талдау нәтижесінде шыңына жақын дацит лавасының жасы 119 000 ± 17 000 жыл деп анықталды. Канада мен Аляскадағы 190 000 жылдық "F" тефралық қоймасы Черчилль тауынан шыққан болуы мүмкін, бірақ Драм тауынан шығуы ықтимал. Черчилль тауының (және көршілес Бонаның) түрі мен биіктігі олардың салыстырмалы түрде жақында пайда болғандығын көрсетеді. Тау White River Ash жарылысынан бұрын өте әлгішеректеу көрінген болуы мүмкін. Черчилль тауынан туындаған алты Голоцендік жанартаулық жарылыс тіркелген. 647 ± 55 жылға дейін салынған күл Черчилль тауынан немесе Редаут вулканынан келген болуы мүмкін, ал б.з.д. 2350 жылға дейін салынған еуропалық тефралар және б.з. 1100 жылға дейін салынған Гренландия-Еуропа тефралары Черчилль тауының тефраларына ұқсас. Алясканың оңтүстік-шығысындағы екі тефра қабаты – 300 жылдық "Лена күлі" және 6330 жылдық "МТР 146" күлі – Ақ өзен күліне ұқсайды және Черчилль тауының жарылысынан пайда болған болуы мүмкін; "Лена тефрасына" ұқсас құрамды тефра Еуропадан табылған. Егер 1650 жылғы "Лена күлі" вулканнан шыққан болса, онда ол оның соңғы жарылысы болар еді. Бұлардан басқа, аймақтағы жанартаулық белсенділік сирек болды.

Ақ өзен күлінің атылуы

Черчилль тауы Солтүстік Америкадағы соңғы екі мыңжылдықтағы ең ірі екі жанартаулық жарылыстың бастауы болып табылады. Шамамен 1890 жыл бұрын болған алғашқы жарылыс Ақ өзен күлінің солтүстік бөлігін ("Солтүстік Ақ өзен күлі") қалыптастырды, ал 852/853 жылдардың қысындағы екінші, жақсы белгілі жарылыс шығыс бөлігін ("Шығыс Ақ өзен күлі") қалыптастырды. Екеуі де жанартаулық жарылыс индексі 6-ға тең, өте күшті Плинийлік жарылыстар болды. Жарылыс қалдықтары алғаш рет 1883 жылы Юкон өзенінің жоғарғы ағысында табылды. 1892 жылы Врангель тауының осы жарылыстың ошағы емес екені анықталғаннан кейін, Натазхат тауы оның орнына, ал 1965 жылы Бона тауы ұсынылды. Тек 1984 және 1995 жылдары Черчилль тауы жарылыстың ошағы екені анықталды. Жарылыстар шамамен 200 м³ тефраны шығарды және Аляска, Юкон және Солтүстік-Батыс территорияларындағы аумақты қамтыды. Қазіргі Доусон-Сити және Уайтхорс қалалары (Канада) солтүстік және шығыс бөліктерінің қалыңдығы максималды аймақтарында орналасқан. Күл топырақта беткі қабатта орналасқан, егер топырақ процестері оны тереңге қабаттастырмаса. Ол Аляска тас жолының бойында, Юкон, Танана және олардың салаларының жағалауларында айқын қабаттар түзеді. Күл қабаттары топырақтың қасиеттеріне әсер етеді, топырақ түзілуіне ықпал етеді және кейде жер көшкіндерінің үстіңгі қабаты болып табылады. АҚШ-тың Аляска шекарасына жақын орналасқан Клутлан мұздығында құммен жабылған күлді далалар мен өсімдіксіз аймақтар пайда болады, себебі күл өсімдіктерге қолайсыз ортаны құрайды. Черчилль тауының маңында күл қабаттарынан ағаштардың қалдықтары көрінеді. Күл жиі қайта өңделіп, қайта орналастырылады және Сент-Элиас тауларында топырақ түзеді. Барнард және Клутлан сияқты мұздықтар күл мен помпаны ұстап алып, тасымалдады немесе алға жылжығанда күл қабаттарын эрозияға ұшыратты; Сент-Элиас тауларының етегіндегі кейбір мореналар негізінен Ақ өзен күлінен тұрады. Клутлан және Ақ өзендер күлді шайып алып кетеді, бұл оның ерекше түсіне (мұздық ұнымен бірге) үлкен үлес қосады, соның нәтижесінде Ақ өзен өз атын алды. Күл шөгінділері тефрохронологияда табиғи оқиғалардың және Аляска мен Юконның, сондай-ақ Гренландияның (мұз түйіршіктерінің өзара сәйкестігі) және Еуропадағы Ирландияның археологиялық орындарының мерзімін анықтау үшін уақыттық белгі ретінде қолданылады. Черчилль тауының жарылысы тікелей физикалық әсерлерінен басқа, зардап шеккен аймақтағы адамдарға күшті психологиялық әсер еткен болуы мүмкін. Жарылыс бағанасы жүздеген шақырымнан көрінетін болған. Оқиға басталғаннан кейін бірнеше күн бойы аспан қараңғы болды, сондай-ақ Юкон аймағында шу мен молниялар естіліп, көрінді. Тікелей зардап шеккен аймақта шамамен 500 адам тұрған болуы мүмкін. Жарылыстан тікелей қаза болмаған болуы мүмкін; пирокластикалық ағымдар және жарылыстың басқа да тікелей әсерлері Черчилль тауының адам тұрмайтын айналасында шектелген, ал сол кездегі адамдар тұрған құрылыстар күлдің жиналуынан құлап кетуі екіталай. Аттапаскан тайпалары арасында Ақ өзен күлінің жарылысына қатысты ауызша дәстүрлер бар-жоғы туралы пікірталас бар.

Солтүстік Ақ өзеннің күлдері

Солтүстік Ақ өзеннің күл ағысы Аляска мен Канада шекарасы бойымен созылып, вулканның батысында қалыңдығына жетеді, ал Черчилль тауының солтүстігінде қалыңдығы азаяды. Ақ өзен күлі – Аляскадағы ресми стратиграфиялық бірлік, оның бөлшектері Алясканың солтүстік Брукс жотасына дейін табылды. Принс-Уильям шығанағындағы кең таралған "PWS тефрасы" 2039 және 1520 жылдар аралығында түзілді және Солтүстік Ақ өзен күліне ұқсайды. Жарылыс жаз айларында, оңтүстік жел бағытында болған болуы мүмкін, ал жарылыс колоннасының биіктігі шамалы болған. Шығыс бөлігінің жарылысымен салыстырғанда осы жарылыс жетік зерттелмегенмен, адамдарға тигізген әсері салыстырмалы түрде аз болды, халық санының немесе мәдениеттің өзгеруіне байланысты айқын белгілер жоқ.

Шығыс Ақ өзеннің күлдері

Шығыс Ақ өзеннің күлі жақсы зерттелген және көлемі зор болды. Оның қарқындылығы Мазама тауының жарылысы мен 1883 жылғы Кракатау жарылысы арасындағы деңгейде болды. Бұл 1912 жылғы Новарупта/Катмай жарылысынан екі еседен астам үлкен, ал 1991 жылғы Пинатубо тауының жарылысынан он есе үлкен болды. Жанартоудан биік атылу жотасы қалыптасып, күлді стратосфераға шашып, күл мыңнан астам километр қашықтықта түсті, ал сульфат пен хлорид Гренландия мұзына сіңді. Күшті батыс желдері күл бұлтын шығысқа қарай айдады, онда ол құлай келе қармен араласып кеткен болуы мүмкін. Шығыс Ақ өзен күлінің шығыс бөлігі Черчилль тауынан шалқары қашықтықта қалыңдап, Ұлы Құл және Ұлы Аю көлдеріне дейін созылады. Шығыс Ақ өзен күлінің түсі ақтан бежеге дейін өзгереді. Шығыс Ақ өзен күлінен алынған күл шөгінділері Солтүстік Америка және Еуропа бойынша табылды, онда ол Ирландияда, Ұлыбританияда, Скандинавияда, Германияда, Польшада және Гренландияда табылған "AD860B" күлімен сәйкес келеді. Басқа да табылған жерлер: Новая Шотландия, Оңтүстік-орталық Аляска, Оңтүстік-шығыс Аляска және оған жақын Тынық мұхиты, Ньюфаундленд және Мэн. Күлдің таралу аймақтарын қалпына келтіруге ондаған жылдар қажет болуы мүмкін, өсімдіктер, су және торф өнімділігі ғасырлар бойы өзгерді, себебі күл түскен кейбір аймақтарда орман ашылды. Көлдерде жанартау күлі организмдерді көме алады немесе фосфор сияқты қоректік заттарды босатып, өнімділікті арттырады; екі әсер де Ақ өзен күлінде байқалады. Тамақ көздерін көму және күл мен фторды жұту карибу, ешкі, бұғы және қой популяцияларына әсер етіп, оларды көшіруге мәжбүр еткен болуы мүмкін; геномдық деректер шығыс Ақ өзен күлінің жарылысынан кейін карибу популяцияларында үлкен өзгерістер болғанын көрсетеді, бірақ бұл теория толыққанды дәлелденбеген. Өзендерге түскен күлдің қайта таралуы су құстарының, лососьтің және басқа балықтардың қоныс аударуына кедергі келтірген, бірақ анадромалық балықтардың саны қысқа мерзімде қалпына келтірілді. Оңтүстік Юкон аймағы жарылыстан кейін сиреп қалды. Жергілікті аңшы-жинақшылар, әдетте, ең көп зардап шеккен аймақтардан шығып, зардап шекпеген аймақтарда пана тапты, жағдай жақсарғаннан кейін ғана қайтып келді немесе қайтып келмеді. Археологиялық деректер шығыс Ақ өзен күлінің жарылысынан кейін кейбір маңызды сауда жолдары тасталып, жаңалары құрылғанын көрсетеді, бұл көші-қон экономикалық белсенділікті қайта бағалауға және көшірілген адамдардың жаңа сауда желілерін құруына ықпал еткенін білдіреді. Мыс және садақ-жебелерді қолдану Юкон аймағына осылай келген болуы мүмкін, ал денэ тайпалары жағалау аймақтарына көшіп, кейде бұрыннан бар адамдармен қақтығысқа түсіп, кейде жаңа туыстық және сауда желілерін құрды. Басқа денэ тайпалары жарылыстан кейін оңтүстікке және шығысқа көшіп, Атабасканның кеңеюіне және континенттегі На-дене тілдерін таратуға себеп болды. Еуропалықтар келген кезде Атабаскан тайпалары, мысалы, апачи және навахо Канаданың субарктикалық аймағы мен АҚШ-тың оңтүстік-батысындағы Ұлы бассейн аралығында таралып, өз тілдерін алып келді. Жарылыс сульфат аэрозольдерін шығарды, олар Күнді көмескілеп, Жердің климатын салқындатып, жанартаулық қыстың пайда болуына себеп болды. Күкірт шығымы 2,5 тераграммды құрады, бұл салыстырмалы түрде шамалы, 1991 жылғы Пинатубо тауының жарылысынан шыққан күкірттің үштен біріне тең. Климаттық модельдер ең жоғары салқындатуды көрсетеді, кейбір модельдерде жауын-шашынның айқын өзгеруі байқалмайды. Бұл онжылдықта Еуропада ауа райының нашарлауы және оның салдарынан ашаршылық сияқты қиындықтар туралы кең таралған мәліметтер бар, бірақ Черчилль тауының жарылысымен тікелей байланыс орнатылмаған; ең нашар жағдайда ол бұрыннан бар климаттық бұзылысты күшейткен болуы мүмкін. Ақ өзен күлінің 6 ғасырдың ортасындағы салқындаумен (Кешіккен Антикалық Кішкентай Мұз дәуірі) байланысы жоққа шығарылды.

Қауіптер

Черчилль тауы, Канаданың ең қауіпті жанартауларының бірі болып саналады, тіпті ол елдің шегінен тыс жерде орналасқандығына қарамастан, оның атқылауларының ауқымына байланысты. Жаңадан басталатын кең ауқымды белсенділік Канаданың солтүстік-батысы мен Аляска үшін өте қауіпті болар еді. Шағын атқылаулар Уайт-Ривер аңғарына және сол жердегі Аляска тас жолына күлдің төгілуімен және Уайт-Ривердегі бөгеттерден туындаған су тасқынымен қауіп төндіруі мүмкін. Черчилль тауының оңтүстігіндегі Читина және Коппер өзендерінің аңғарларында да осындай су тасқыны қаупі бар. АҚШ Геологиялық қызметі Черчилль тауын "жоғары қауіпті" жанартау ретінде жіктейді. Күлдің төгілуі машиналарға, орманға және су қоймаларына зиян келтіріп, тыныс алуда қиындықтар тудыруы мүмкін. Тіпті осы биік жанартаудың кішкентай атқылаулары да әуе қатынасына кедергі келтіруі мүмкін. Сонымен қатар, күлдің континенттер аралық таралуы 2010 жылғы Эйяфьялайекульль жанартауының атқылауларына ұқсас, бірақ одан да ірі масштабта көлік және әуе тасымалы саласында ауыр бұзылуларға әкелуі мүмкін. Азия, Еуропа және Солтүстік Америка арасындағы ұшақтардың бағыттары Ақ өзеннің күл бұлтының өту жолында орналасқан.