Индонезиядағы Тамбора жанартауы: геологиялық зерттеулер мен белсенділіктері

Кіріспе

Индонезиядағы Сумбава аралындағы белсенді стратовулкан. Тамбора тауының белсенділігін сейсмологтар мен вулканологтар бақылап қана қоймай, археологтар мен биологтардың да қызығушылығын тудырады. Тау сонымен қатар туристерді де тартады, олар жаяу серуендеуге және жануарлар дүниесін тамашалауға келеді, бірақ олардың саны аз. Бұл орналасқан жер кальдерадан бір сағаттық қашықтықта және көбінесе вулкандық белсенділікті бақылау үшін базалық лагерь ретінде пайдаланылады. Екінші жол таудың солтүстік-батысындағы Панкасила ауылынан басталады және оған тек жаяу баруға болады.

Құрылу

Тамбора Ява шұңқылының солтүстігінде және белсенді солтүстікке қарай батып бара жатқан субдукциялық аймақтың үстіңгі бетінің үстінде орналасқан. Сумбава аралының солтүстігі мен оңтүстігінде мұхиттық қыртыс жатыр. Австралиялық плитаның Сунда плитасының астына жылдамдығы жылына шамамен. Тамбора тауындағы жанартаулық белсенділіктің басталуына қатысты бағалаулар 57-ден басталады. Негізінің диаметрі. Оливин негізінен 53%-дан кем SiO2 бар тау жыныстарында кездеседі, ал кремнийге бай жанартаулықтарда ол жоқ, олар биотит кристалдарының болуымен сипатталады. Мафикалық қатарда титан магниті де бар, ал трахибазальттар анортозитпен байытылған плагиоклазбен басым. Рубидий, стронций және фосфор пентоксиді Тамбора лавасында Ринджани тауына қарағанда әлдеқайда көп. Тамбора лавасы Ринжани лавасына қарағанда цирконға сәл байытылған. 1815 жылғы жарылысқа қатысқан магма мантиядан пайда болды және субдукцияланған шөгінділерден алынған балқымалармен, субдукцияланған қыртыстан алынған сұйықтықтармен және магма камераларындағы кристалдану процестері арқылы одан әрі өзгертілді. Тамбора тауының 87Sr/86Sr қатынастары Ринджани тауының қатынастарына ұқсас, бірақ Сангянг Апиде өлшенгендерінен төмен. 1815 жылғы жарылыстан бері ең төменгі бөлігінде лава мен пирокластикалық материалдардың араласып орналасқан қабаттары бар. Қабаттардың шамамен 40% лава ағындарынан тұрады. Бұл жанартау тесіктерінен шыққан негізгі өнім – базальттық лава ағындары. Бұрынғы кальдера 43 000 жылдан бері лава ағындарымен толтырылған; кейін екі пирокластикалық жарылыс болды, нәтижесінде Қара құмдар мен Қоңыр туф формациялары пайда болды, соңғысы шамамен б.з.д. 3895 жыл мен 800 жыл аралығында қалыптасты. Тамбора тауы әлі де белсенді және 19-20 ғасырларда кальдера табанында шағын лава дөңгелектері мен ағындары шығарылды. 2011 жылы тағы да өте шағын жарылыс тіркелді. 2011 жылдың тамызында, кальдерадағы белсенділіктің күшеюі туралы хабарламалардан кейін, оның ішінде жер сілкінісі мен будың шығуы, жанартаудың дабыл деңгейі I деңгейден II деңгейге көтерілді.

Tambora is located north of the Java Trench system and above the upper surface of the active north dipping subduction zone. Sumbawa Island is flanked to the north and south by oceanic crust. The convergence rate of the Australian Plate beneath the Sunda Plate is per year. Estimates for the onset of the volcanism at Mount Tambora range from 57 The diameter at the base is Olivine is most present in the rocks with less than 53 percent SiO2, while it is absent in the more silica rich volcanics, characterised by the presence of biotite phenocrysts. The mafic series also contain titanium magnetite and the trachybasalts are dominated by anorthosite rich plagioclase. Rubidium, strontium and phosphorus pentoxide are especially rich in the lavas from Tambora, more than the comparable ones from Mount Rinjani. The lavas of Tambora are slightly enriched in zircon compared with those of Rinjani. The magma involved in the 1815 eruption originated in the mantle and was further modified by melts derived from subducted sediments, fluids derived from the subducted crust and crystallization processes in magma chambers. 87Sr86Sr ratios of Mount Tambora are similar to those of Mount Rinjani, but lower than those measured at Sangeang Api. Since the 1815 eruption, the lowermost portion contains deposits of interlayered sequences of lava and pyroclastic materials. Approximately 40% of the layers are represented in the lava flows. The main product of these parasitic vents is basaltic lava flows. An earlier caldera was filled with lava flows starting from 43,000 years BC; two pyroclastic eruptions occurred later and formed the Black Sands and Brown Tuff formations, the last of which was emplaced between about 3895 BC and 800 AD. Mount Tambora is still active and minor lava domes and flows have been extruded on the caldera floor during the 19th and 20th centuries. Another very small eruption was reported in 2011. In August 2011, the alert level for the volcano was raised from level I to level II after increased activity was reported in the caldera, including earthquakes and steam emissions.

Жарылыс хронологиясы

1815 жылға дейін Тамбора тауы бірнеше ғасыр бойы тыныш жатқан, себебі жабық магма камерасында сулы магма біртіндеп суыған. 1815 жылдың 5 сәуірінде орташа көлемдегі жарылыстан кейін, Молукка аралдарындағы Тернатеде Тамбора тауынан естілетін күркіреген детонация дыбыстары болды. 1815 жылдың 6 сәуірінде таңертең Шығыс Явада жанартау күлінің жаууы басталды, бірақ 10 сәуірге дейін әлсіз жарылыс дыбыстары естіліп тұрды. Жарылыс 10-шы күні сағат 19:00 шамасында күшейді. Бұл жарылыстың вулкандық жарылыс индексі 7 деп бағаланады. Оның энергиясы 1883 жылғы Кракатау вулканының жарылысынан 4-10 есе артық болды. Шамамен 1,4×10¹⁴ кг салмақтағы пирокластикалық трахиандезит шығарылды. Тамбора тауының биіктігі жарылыстан бұрын шамамен метр болатын.

1815 жылғы Тамбора жарылысы – тарихқа енген ең үлкен және ең қырыптырғыш жарылыс; басқа ірі жарылыстармен салыстыру төменде келтірілген. Жарылыс шалқар жерден естіліп, күл шөгінділері кем дегенде екі күнге дейін тау шыңынан қараңғылықты қамтамасыз етті.

Жаһандық әсерлері

1815 жылы болған жарылыстан 10 миллионнан 120 миллион тоннаға дейін күкірт шықты (Сулфат концентрациясы кестесін қараңыз). 1816, 1817 және 1818 жылдарының жаздарындағы жер бетіндегі температураның аномалиясы тиісінше −0,51, −0,44 және −0,29 °C болды. Бұл климаттық аномалия 1816–19 жылдардағы Оңтүстік-Шығыс Еуропа мен Шығыс Жерорта теңізіндегі тиф эпидемиясының қаттылығына себеп болды деп айтылады. Ғалымдар жерді тесіп зерттейтін радарды қолданып, екі ересек адамның қалдықтары, қола тостағандар, керамикалық құмыралар, темір құралдар және басқа да артефакттар бар кішкентай жер астындағы үйді тапты. Сондай-ақ, БАҚ «Тамбораның жоғалған патшалығы» туралы хабарлады. Сигурдсон 2007 жылы Тамбораға қайта оралып, қалған ауылдарды іздеуді және мүмкін болса, сарайды табуды жоспарлаған. Жарылыс кейінгі уақыттағы халық ауыз әңгімелерінде бейнеленген, онда осы апат құдайдың жазасы ретінде түсіндіріледі. Жергілікті билеушінің хажға барған адамға иттің етін беріп, оны өлтіргендігі үшін Алланың қаһарына ұшырағаны айтылады. 2015 жылдың тамызында Georesearch Volcanedo Германия командасы Цоллингердің ізбен жүріп, 1847 жылдан бері алғаш рет осы жолды зерттеді. Команданың қадам басу қашықтығының ұзақтығы, кейде өте жоғары температура және судың жетіспеуі Georesearch Volcanedo үшін үлкен қиындық тудырды. Аймақты қайта қоныстандыру 1907 жылы басталды, ал 1930 жылдары солтүстік-батыс беткейдегі Пекат ауылында кофе плантациясы құрылды. Биіктікте Duabanga moluccana ағаштарынан тұратын тығыз жаңбырлы ормандар өсті. Тағы бірнеше зоологиялық зерттеулер жүргізіліп, басқа құс түрлері табылды, оның ішінде сары тоқыл құстар, Zoothera торғайлары, Hill миналары, жасыл жабайы тауықтар және жаңбырлы лорикеттердің 90-нан астам түрі табылды. Жергілікті халық оларды тор құстар саудасы үшін аулайды. Апельсин аяқталған құстар тамақ үшін ауланады. Бұл құстарды пайдалану олардың санының азаюына әкеліп соқты, ал сары тоқыл құс Сумбава аралында жоғалудың алдында тұр.

Кальдера түбін зерттеу

Золлингер (1847), ван Реден (1913) және В.А. Петроешевский (1947) кальдераның түбін кратер жиегінен ғана қарап білді. 2013 жылы неміс зерттеу тобы (Georesearch Volcanedo Germany) алғаш рет осы 1300 м тереңдіктегі кальдераға ұзақ экспедиция ұйымдастырды және жергілікті команданың көмегімен оңтүстік кальдера қабырғасынан төмен түсіп, қиын жағдайларда кальдераның түбіне жетті. Топ кальдерада тоғыз күн болды. Кальдераның түбіне адамдар санаулы рет жеткен, себебі тік қабырғадан түсу қиын және қауіпті, жер сілкінісі, тас және шортан құлауы мүмкін. Сонымен қатар, логистикалық мәселелерге байланысты кальдераның түбінде қысқа ғана уақытқа болуға мүмкіндік болды, сондықтан толыққанды зерттеулер жүргізуге келмеді. Georesearch Volcanedo тобының кальдера түбіндегі зерттеу бағдарламасы 1815 жылдан бері болған шағын жарылыстардың көрінетін салдарына зерттеу жүргізуді, газ өлшемдерін, флора мен фаунаны зерттеуді және ауа райы деректерін өлшеуді қамтыды. Ерекше көзге түріп тұрғаны – кальдераның оңтүстік бөлігіндегі Доро Апи Тои ("Гунгун Апи Кецил" – "кіші жанартау" деген мағынаны білдіреді) салыстырмалы түрде жоғары белсенділігі және төменгі солтүстік-шығыс қабырғасындағы жоғары қысыммен шығатын газдар болды. Сонымен қатар, команда Doro Api Toi маңынан ғылыми зерттеулерде бұрын айтылмаған лава дөңгелегін тапты. Бұл жаңа табылғанды команда "Адик Апи Тои" (индонезия тілінде "адик" – кіші іні) деп атады. Кейіннен индонезиялықтар бұл лава дөңгелегін "Доро Апи Бу" ("жаңа жанартау") деп атады. Бұл лава дөңгелегі, шамамен, 2011/2012 жылдары пайда болған, осы кезде кальдера түбінде сейсмикалық және, мүмкін, жанартаулық белсенділік күшейген (сол кезде кальдера түбі туралы нақты мәліметтер болмаған). 2014 жылы сол зерттеу тобы тағы бір экспедиция ұйымдастырып, жаңа рекорд орнатты: 2013 жылғы зерттеулер 12 күнге жалғастырылды. 1815 жылғы жарылыс сияқты маңызды оқиға шамамен сегіз миллион адамға әсер ететін еді. Индонезиядағы сейсмикалық белсенділікті Вулканология және геологиялық қауіптерді азайту дирекциясы бақылайды, Тамбора тауына арналған бақылау бекеті Доро Пети ауылында орналасқан. Олар сейсмографтарды пайдаланып сейсмикалық және тектоникалық белсенділікке назар аударады. 1880 жылғы жарылыстан бері сейсмикалық белсенділікте айтарлықтай өсім байқалған жоқ. Кальдера ішінде үздіксіз бақылау жүргізіледі, ең бастысы Doro Api Toi паразиттік конусына назар аударылады. Дирекция Тамбора тауы үшін апаттарды азайту картасын жасады, онда жарылысқа байланысты екі аймақ белгіленген: қауіпті аймақ және сақтық аймағы. Қауіпті аймақ пирокластикалық ағындар, лава ағындары немесе пирокластикалық құлаулардың тікелей әсеріне ұшырайтын аймақтарды анықтайды. Бұл аймаққа кальдера және оның айналасы кіреді, онда тұруға тыйым салынған жерлерге дейін. Сақтық аймағы лахар ағындары және басқа да шортан тастардың әсерінен жанама түрде зардап шегуі мүмкін жерлерді қамтиды. Сақтық аймағының ауданы – , және оған Пасангграхан, Доро Пети, Рао, Лабуан Кенанга, Губу Понда, Кавиндана Тои және Ходдо ауылдары кіреді. Таудың оңтүстік және солтүстік-батыс бөлігінде орналасқан Гуу өзені де сақтық аймағына кіреді.

Zollinger (1847), van Rheden (1913) and W. A. Petroeschevsky (1947) could only observe the caldera floor from the crater rim. In 2013, a German research team (Georesearch Volcanedo Germany) for the first time carried out a longer expedition into this caldera, about 1300 m deep, and with the help of a native team climbed down the southern caldera wall, reaching the caldera floor while experiencing extreme conditions. The team stayed in the caldera for nine days. People had reached the caldera floor only in a few cases as the descent down the steep wall is difficult and dangerous, subject to earthquakes, landslides and rockfalls. Moreover, only relatively short stays on the caldera floor had been possible because of logistical problems, so that extensive studies had been impossible. The investigation program of Georesearch Volcanedo on the caldera floor included researching the visible effects of smaller eruptions which had taken place since 1815, gas measurements, studies of flora and fauna and measurement of weather data. Especially striking was the relatively high activity of Doro Api Toi ("Gunung Api Kecil" means "small volcano") in the southern part of the caldera and the gases escaping under high pressure on the lower north east wall. Besides the team discovered near the Doro Api Toi a lavadome which had not yet been mentioned in scientific studies. The team called this new discovery "Adik Api Toi (Indonesian "adik": younger brother). Later this lavadome was called by the Indonesians "Doro Api Bou" ("new volcano"). This lavadome probably appeared in 2011/2012 when there was an increased seismic activity and probably volcanic activity on the caldera floor (there is no exact information about the caldera floor at that time). In 2014 the same research team carried out a further expedition into the caldera and set a new record: over 12 days the investigations of 2013 were continued. An event as significant as the 1815 eruption would impact about eight million people. Seismic activity in Indonesia is monitored by the Directorate of Volcanology and Geological Hazard Mitigation with the monitoring post for Mount Tambora located at Doro Peti village. They focus on seismic and tectonic activity by using a seismograph. There has been no significant increase in seismic activity since the 1880 eruption. Monitoring is continuously performed inside the caldera, with a focus on the parasitic cone Doro Api Toi. The directorate created a disaster mitigation map for Mount Tambora, which designates two zones for an eruption: a dangerous zone and a cautious zone. The dangerous zone identifies areas that would be directly affected by pyroclastic flows, lava flows or pyroclastic falls. It includes areas such as the caldera and its surroundings, a span of up to where habitation is prohibited. The cautious zone consists of land that might be indirectly affected, either by lahar flows and other pumice stones. The size of the cautious area is , and includes Pasanggrahan, Doro Peti, Rao, Labuan Kenanga, Gubu Ponda, Kawindana Toi and Hoddo villages. A river, called Guwu, at the southern and northwest part of the mountain is also included in the cautious zone.