Вулкан Мельбурн в Антарктиде: Описание и Особенности

Введение

Стратовулкан в Антарктике

Гора Мельбурн — покрытый льдом стратовулкан в Земле Виктории, Антарктида, между бухтами Вуд и Терра-Нова. Это вытянутая гора с вершиной в виде кальдеры, заполненной льдом, и многочисленными паразитическими жерлами; вулканическое поле окружает массив вулкана. Объем горы Мельбурн составляет около и она состоит из отложений тефры и лавовых потоков; отложения тефры также найдены внутри льда и использовались для датировки последнего извержения горы Мельбурн — 1892 ± 30 лет. Вулкан проявляет фумарольную активность. Вулкан является частью вулканической группы Мак-Мёрдо и вместе с Плеядами, горой Оверлорд, горой Риттманн и плато Мальта образует субпровинцию — вулканическую провинцию Мельбурн. Вулканизм связан как с Западно-Антарктическим рифтом, так и с местными тектоническими структурами, такими как разломы и грабены. Гора Мельбурн извергала в основном трахиандезит и трахит, которые образовались в магматической камере; базальтовые породы встречаются реже. Геотермальный тепловой поток на горе Мельбурн создал уникальную экосистему, образованную мхами и печеночниками, которые растут между фумаролами, ледяными башнями и ледяными буграми. Этот тип растительности встречается и на других вулканах Антарктиды и развивается, когда вулканическое тепло генерирует талую воду из снега и льда, позволяя растениям расти в холодной антарктической среде. Эти мхи особенно распространены в охраняемой зоне, известной как хребет Криптогам, внутри и к югу от вершины кальдеры.

Описание

Гора Мельбурн расположена в Северной Виктории, обращена к заливу Вуд моря Росса. К юго-востоку находится мыс Вашингтон, а непосредственно к югу – залив Терра-Нова; ледник Кэмпбелл простирается к западу от вулкана, а ледник Тинкер – к северу от вулканического поля. Сезонная итальянская станция Марио Зуккелли находится неподалеку от вулкана; в этом районе также расположены 5-я китайская антарктическая станция (строительство которой планируется завершить в 2022 году), корейская станция Чан Бого, немецкая станция Гондвана и детектор нейтрино. Гора Мельбурн была открыта и впервые идентифицирована как вулкан Джеймсом Россом в 1841 году и названа в честь Уильяма Лэмба, 2-го виконта Мельбурна, который в то время был премьер-министром Великобритании. Вулкан и его окрестности исследовались новозеландскими группами в 1960-х годах, немецкими – в 1970-х и 1980-х годах, и итальянскими – в 1980-х и 1990-х годах. До вулкана и его вершины можно добраться с антарктических станций на вертолете.

Вулкан

Гора Мельбурн – удлиненный стратовулкан, образованный потоками лавы и отложениями тефры, с пологими склонами. Вулкан практически не подвержен эрозии и формирует конус с площадью основания около 4 км. Издалека гора Мельбурн имеет почти идеальный конусообразный профиль, который сравнивают с Этной в Италии и горой Руапеху в Новой Зеландии. Лавовые купола и короткие потоки лавы формируют вершину, а вулканические холмы, конусы, купола и шлаковые конусы рассеяны по склонам; в 6 км от вершины находится крупный паразитический жерл на северо-северо-восточном склоне, который породил несколько потоков лавы. Часть вулканического массива поднимается из-под уровня моря. Сообщается о наличии отложений пирокластических потоков, что является редкостью для антарктических вулканов. Общий объем массива составляет около… На вершине вулкана расположен кратер или кальдера. Наивысшая точка вулкана находится к востоку-северо-востоку от кальдеры и достигает… высоты. Кальдера имеет неполный вал и заполнена снегом, образуя углубление. Вал кальдеры покрыт вулканическими выбросами, включая лапилли и лавовые бомбы – вероятно, продуктами последнего извержения, перекрывающими слой пемзового лапилли. Три небольших, вложенных кратера, образованных фреатомагматическими извержениями, расположены на южном краю кальдеры. В северной части кальдеры выходят отложения пирокластических выпадений, а в других частях вершины наблюдаются чередующиеся последовательности лавовых тефров. Имеются свидетельства прошлой структурной нестабильности (структуры обрушения) на восточном и юго-восточном склонах, а дугообразный (в форме арки) уступ на восточном склоне, по-видимому, является признаком начального обрушения сектора. За исключением геотермальных зон, поверхность каменистая. Некоторые прибрежные районы вокруг вулкана свободны ото льда и скалистые. В районе вершины наблюдается морозное пучение грунта. Небольшие ручьи стекают по восточному склону горы Мельбурн; они питаются талой водой летом и быстро исчезают, когда сходит снег.

Ледниковое образование

Гора покрыта вечным льдом, который простирается до побережья, оставляя лишь немногие обнажения основной породы; скальные выступы наиболее заметны на восточном склоне. В кальдере располагается фирн, питающий ледник, текущий на запад. Ледяной водопад находится к северо-западу от кальдеры. Ледники, берущие начало в снежных полях на вулкане, отложили морены; эти морены и отложения тилла, сформировавшиеся в плейстоценовые и голоценовые периоды оледенения, обнажены на мысе Эдмонсона. Слои тефры выходят на поверхность в ледяных обрывах и сераках, свидетельствуя о недавних извержениях, включая то, которое отложило отложения выбросов и лапилли-пемзы на вершине. Полосы тефры также встречаются в других ледниках региона. Они формируются, когда снег накапливается поверх тефры, выпавшей на лёд, и в случае горы Мельбурн указывают на извержения, произошедшие в течение последних нескольких тысяч лет. Вулканические осадочные породы с горы Мельбурн также обнаружены в заливе Терра-Нова.

Вулканическое поле

Гора Мельбурн окружена вулканическим полем, состоящим из 60 видимых вулканов, имеющих форму конусов шлака и туфовых колец с гиалокластитовыми отложениями, лавовыми потоками и подушечными лавами. Некоторые из этих вулканов сформировались под ледяным покровом. Вулканическое поле образует полуостров, отделенный крутыми сбросами от Трансантарктических гор, расположенных к северу. Среди этих вулканов – щитовидный нунатак, находящийся к юго-западу от горы Мельбурн, подледный вулкан, обнаженный в настоящее время, который мог сформироваться в период от 21 000 до 17 000 лет назад. Хребет мыса Вашингтон состоит главным образом из лавы, включая подушечную лаву, перекрытую конусами шлака, и является остатком щитового вулкана. Эдмонсон-Пойнт – еще один вулканический комплекс в вулканическом поле, который формировался частично при взаимодействии с ледниками и частично в результате фреатомагматической активности. Другие вулканы в этом поле – Бэйкер Рокс, Оскар Пойнт и Рэндом Хиллз. Эти вулканы выровнены преимущественно в направлении север-юг, с выходами палагонизированных пород, обнажающих дайки. Прекрасно сохранившиеся конусы шлака встречаются на плато Пинкард к северу от вулканического поля, а пик Харроу представляет собой сильно эродированную лавовую пробку. Общий объем вулканических пород составляет около, и их извержение, по-видимому, изменило русло ледника Кэмпбелл.

Геология

Гора Мельбурн является частью вулканической группы МакМёрдо, в которую входит действующий вулкан Гора Эребус. Эта вулканическая группа – одна из крупнейших щелочных вулканических провинций в мире, сопоставимая с Восточно-Африканским рифтом, и подразделяется на вулканические провинции Мельбурна, Халлетт и Эребус. Вулканическая группа состоит из крупных щитовых вулканов, преимущественно расположенных вблизи побережья, стратовулканов и моногенетических вулканов, сформировавшихся параллельно Трансантарктическим горам. Вулканическая активность вулканической группы МакМёрдо связана с континентальным рифтингом и началась в олигоцене. Неясно, обусловлена ли она локальной мантийной плюмой под данной областью или конвекцией мантии в районе Западно-Антарктического рифта. Последний является одним из крупнейших континентальных рифтов на Земле, но мало изучен и, возможно, неактивен в настоящее время. Море Росса и бассейн Земли Виктории развивались вдоль этого рифта и были глубоко погребены, в то время как Трансантарктические горы быстро поднимались на протяжении последних пятидесяти миллионов лет и расположены на "плече" рифта. Линия, разделяющая их, представляет собой крупный шрам коры с существенными различиями в высоте и толщине коры по обе стороны. Многие вулканы, по-видимому, образовались под влиянием зон разломов в этом районе, а усиление активности за последние тридцать миллионов лет коррелирует с реактивацией этих разломов. Гора Мельбурн является частью вулканического выравнивания, включающего Плеяды, горы Оверлорд и Риттманн – все крупные стратовулканы, которые вместе с плато Мальта формируют провинцию Мельбурна вулканической группы МакМёрдо. Кроме того, эта провинция состоит из многочисленных небольших вулканических центров, вулканических интрузий и последовательностей вулканических пород, и она проявляла активность в течение последних двадцати пяти миллионов лет. Вулканические сооружения, погребенные под осадочными отложениями, также являются частью провинции Мельбурна, включая конус к юго-востоку от мыса Вашингтон, размер которого сопоставим с размером горы Мельбурн. Гора Мельбурн и ее вулканическое поле перекрывают фундамент докембрийского – ордовикского возраста, сложенный вулканическими и метаморфическими породами Уилсонского террана. Вулкан расположен на пересечении трех геологических структур: Ренник-Грабен мелового возраста, бассейна Земли Виктории и магнитной аномалии Polar3. Террорный рифт в бассейне Земли Виктории проходит между горами Мельбурн и Эребус и, по-видимому, связан с их существованием. Гора Мельбурн, судя по всему, расположена в грабене; краевые разломы на восточном склоне горы Мельбурн все еще активны, что подтверждается землетрясениями. Разломы, ориентированные с севера на юг, также могут быть ответственны за тенденцию в структуре вулканических сооружений, а сдвиговые разломы наблюдаются на восточном склоне. Недавние смещения по разломам и голоценовое поднятие побережья в этом районе указывают на продолжающуюся тектоническую активность. Томографические исследования выявили область с низкой сейсмической скоростью на глубине под вулканом, что может быть связано с более высокой, чем обычно, температурой. Аномалии под горой Мельбурн связаны с аналогичными аномалиями под Террорным рифтом. Эти аномалии на глубине сосредоточены под горой Мельбурн и соседним разломом Пристли. Низкая гравитационная аномалия над горой Мельбурн может отражать наличие вулканических пород низкой плотности или магматической камеры под вулканом.

Mount Melbourne is part of the McMurdo Volcanic Group, which includes the active volcano Mount Erebus. This volcanic group is one of the largest alkaline volcanic provinces in the world, comparable with that of the East African Rift, and is subdivided into the Melbourne, the Hallett and the Erebus volcanic provinces. The volcanic group consists of large shield volcanoes mainly near the coast, stratovolcanoes and monogenetic volcanoes which formed parallel to the Transantarctic Mountains. Volcanic activity of the McMurdo Volcanic Group is tied to continental rifting and commenced during the Oligocene. It is unclear whether this is caused by a local hotspot beneath the area or mantle convection in the area of the West Antarctic Rift. The latter is one of the largest continental rifts on Earth but little known and possibly inactive today. The Ross Sea and the Victoria Land Basin developed along this rift and were deeply buried, while the Transantarctic Mountains were rapidly uplifted during the last fifty million years and are on the "shoulder" of the rift. The line separating the two is a major crustal suture, with large differences in elevation and crustal thickness across the suture. Many of the volcanoes appear to have formed under the influence of fault zones in the area, and increased activity in the last thirty million years has been correlated to the reactivation of faults. Mount Melbourne is part of a volcano alignment that includes The Pleiades, Mount Overlord, Mount Rittmannall large stratovolcanoeswhich with the Malta Plateau form the Melbourne province of the McMurdo Volcanic Group. In addition, this province consists of numerous smaller volcanic centres, volcanic intrusions and sequences of volcanic rocks, and it has been active for the past twenty five million years. Volcanic edifices buried under sediment are also part of the Melbourne province, including a cone southeast of Cape Washington, which has a size comparable to that of Mount Melbourne. Mount Melbourne and its volcanic field are over a basement of Precambrian to Ordovician age, which consists of volcanic and metamorphic rocks of the Wilson Terrane. The volcano is at the intersection of three geological structures: the Rennick Graben of Cretaceous age, the Victoria Land Basin and the Polar3 magnetic anomaly. The Terror Rift in the Victoria Land Basin runs between Mount Melbourne and Mount Erebus and appears to be related to their existence. Mount Melbourne appears to lie in a graben; the marginal faults on the eastern flank of Mount Melbourne are still active with earthquakes. North–south trending faulting may also be responsible for the trend in edifice structure, and strike slip faulting takes place on the eastern flank. Recent offset on faults and Holocene coastal uplift in the area indicates that tectonic activity is ongoing. Tomographic studies have shown an area of low seismic velocity at depth under the volcano, which may be due to temperatures there being hotter than normal. Anomalies underneath Mount Melbourne are connected to similar anomalies under the Terror Rift. These anomalies above depth are focused under Mount Melbourne and the neighbouring Priestley Fault. A low gravity anomaly over Mount Melbourne may reflect either the presence of low density volcanic rocks or of a magma chamber under the volcano.

Состав

Трахиандезит и трахит являются наиболее распространенными породами на горе Мельбурн, тогда как базальт встречается реже и в основном у её основания. Эти породы характеризуют умеренно щелочный состав, богатый калием, в отличие от пород в других частях вулканического поля. Остальная часть вулканического поля представлена также щелочными базальтами, базанитом и мугеаритом. Фенокристами являются эгирин, амфибол, анортоклаз, аугит, клинопироксен, фаялит, хеденбергит, илменит, кайрсутит, магнетит, оливин, плагиоклаз и сандинин. В вулканическом поле встречаются ксенолиты гнейса, гранулита, харцбургита, линзолита и толеита, которые формируют ядро многих лавовых бомб. Включения в ксенолитах указывают на то, что газообразные компоненты магм вулканического поля горы Мельбурн состоят преимущественно из углекислого газа. Текстуры пород вулканического поля варьируют от порфировой до витрофировой. Трахиты и мугеариты образовались в результате магматической дифференциации из щелочных базальтов в магматической камере коры, формируя серию дифференциации щелочного базальта – трахита. Базальты извергались преимущественно на ранних стадиях истории вулкана. Магматическая камера сформировалась в течение последних ста тысяч лет, что позволило как дифференцировать трахиты, так и произойти крупным извержениям. На горе Мельбурн и других вулканах региона отмечен пробел в спектре пород ("пробел Дейли") с недостатком бенморита и мугеарита. Нет единого мнения о процессах, которые способствовали петрогенезу в вулканическом поле горы Мельбурн, однако, вероятно, роль сыграли различные домены мантии, ассимиляция и процессы фракционной кристаллизации. Магматическая система, питающая гору Мельбурн, по-видимому, имеет состав, отличный от состава, связанного с вулканическим полем горы Мельбурн. Гидротермальное изменение затронуло некоторые участки вершины, оставив желтые и белые отложения, контрастирующие с черными вулканическими породами. В геотермальных районах сформировались гидротермальные синтерные отложения, образовавшиеся в результате потоков жидкой воды в прошлом. В районе вершины обнаружена глина, содержащая алофан, аморфный кремнезем и полевой шпат.

Trachyandesite and trachyte are the most common rocks on Mount Melbourne, with basalt being less common and mostly occurring around its base. The rocks define a mildly alkaline suite rich in potassium, unlike the rocks elsewhere in the volcanic field. The rest of the volcanic field also features alkali basalts, basanite and mugearite. Phenocrysts include aegirine, amphibole, anorthoclase, augite, clinopyroxene, fayalite, hedenbergite, ilmenite, kaersutite, magnetite, olivine, plagioclase and sanidine. Gneiss, granulite, harzburgite, lherzolite and tholeiite xenoliths are found in the volcanic field and form the core of many lava bombs. Inclusions in xenoliths indicate that the gaseous components of the Mount Melbourne volcanic field magmas consist mainly of carbon dioxide. The rocks in the volcanic field have porphyritic to vitrophyric textures. The trachytes and mugearites formed through magmatic differentiation in a crustal magma chamber from alkali basalts, defining an alkali basalt trachyte differentiation series. Basalts were mainly erupted early in the history of the volcano. During the last hundred thousand years the magma chamber became established; this allowed both the differentiation of trachytes and the occurrence of large eruptions. A gap in the rock spectrum ("Daly gap") with a scarcity of benmoreite and mugearite has been noted at Mount Melbourne and other volcanoes in the region. There is no agreement on which processes contributed to petrogenesis in the Mount Melbourne volcanic field but diverse mantle domains and assimilation and fractional crystallization processes appear to have played a role. The magmatic system that feeds Mount Melbourne appears to have a composition distinct from the one associated with the Mount Melbourne volcanic field. Hydrothermal alteration has affected parts of the summit area, leaving yellow and white deposits that contrast with the black volcanic rocks. Hydrothermal sinter deposits have formed in geothermal areas from past liquid water flow. Clay containing allophane, amorphous silica and feldspar are found in the summit area.

История извержения

Гора Мельбурн была активна, начиная с 3,0–2,7 миллионов лет назад. Её активность подразделяется на более раннюю плиоценовую стадию Кейп-Вашингтон, раннеплейстоценовую стадию Рэндом-Хиллз, стадию Щита Нунатак, возраст которой составляет от 400 000 до 100 000 лет, и современную стадию горы Мельбурн. Вулканическая активность перемещалась с мыса Вашингтон на север, в сторону Трансантарктических гор, и в конечном итоге сосредоточилась у горы Мельбурн. За последние сто тысяч лет гора Мельбурн извергла около 500 тысяч тонн магмы. Самые ранние описания вулкана отмечали его молодой облик.

Вулканическое поле горы Мельбурн

Возрасты, полученные на вулканическом поле Маунт-Мелбурн, составляют 2,96 ± 0,20 миллиона лет, 740 000 ± 100 000 лет и 200 000 ± 40 000 лет для скал Бейкер, 2,7 ± 0,2 миллиона лет и 450 000 ± 50 000 лет для Кейп-Вашингтон, 74 000 ± 110 000 лет и 50 000 ± 20 000 лет для Эдмонсон-Пойнт, менее 400 000 лет для острова Маркхэм, 745 000 ± 66 000 лет для пика Харроуз, 1,368 ± 0,090 миллиона лет для плато Пинкард, 1,55 ± 0,05 миллиона лет, 431 000 ± 82 000 и 110 000 ± 70 000 лет для Нунатака Щит, и 2,5 ± 0,1 миллиона лет для Нунатака Уилоуз. Северо-восточный вторичный конус сформировался после основной массы вулкана и, судя по всему, моложе вершины. Радиометрическое датирование показало, что внешний вид рельефа на горе Мельбурн не является показателем его возраста; некоторые хорошо сохранившиеся жерла старше сильно эродированных. С другой стороны, отсутствие адекватной погрешности и недостаток информации о датированных образцах создавали проблемы при проведении радиометрического датирования.

Тефра

Тефра, обнаруженная на холмах Аллан, в куполе C и в ледяных кернах купола Сипл, может происходить от горы Мельбурн. Некоторые морские слои тефры, изначально приписываемые горе Мельбурн, возможно, происходят от горы Риттман, а многие слои тефры в этом районе имеют составы, не совпадающие с составами горы Мельбурн. Существуют и другие слои тефры, связанные с этим вулканом: слои тефры возрастом менее 500 000 лет в районах голубого льда гор Фронтиер и холмов Лихен были отнесены к вулканам вулканической провинции Маунт-Мелбурн. Слой тефры возрастом менее 30 000 лет, обнаруженный в осадочном керне из моря Росса, имеет состав, указывающий на извержение на горе Мельбурн. Его отложение использовалось для предположения, что эта часть западного моря Росса в то время была свободна ото льда. Тефра, найденная в море Росса, была интерпретирована как результат извержения горы Мельбурн 9700 ± 5300 лет назад. В керне льда купола Талос два слоя тефры, сформировавшихся 2680 и 5280 лет назад, имеют составы, сходные с составами горы Мельбурн. Тефра в куполе Сипл свидетельствует об извержениях горы Мельбурн в 304 году н.э., которые отложили значительное количество сульфата на ледяном щите. Слой тефры в куполе Сипл, датированный 1810 годом н.э., мог быть извергнут горой Мельбурн, однако его атрибуция менее определенна, чем для тефры 304 года н.э.

Сама гора Мельбурн

Эдмонсон-Пойнт – трахитический игнимбрит, который выходит на поверхность в районе Эдмонсон-Пойнт. Он состоит из трех слоев, сложенных пеплом, лапилли и пемзой, с прослоями брекчиевых линз, достигающих толщины около 2 м. Это две единицы игнимбрита, разделенные отложениями базального потока. Разломы сместили эти последовательности, которые прорезаны дамбами (интрузивными породами). Игнимбрит Эдмонсон-Пойнт образовался в результате крупных плинианских извержений и имеет возраст около 115 000 лет. Извержение отложило тефру в море Росса, а коррелирующие слои тефры обнаружены в керне льда Талос-Купола. После образования этого игнимбрита серия дамб привела к формированию лавового поля Адели Пингвин Рукери. Это лавовое поле, вероятно, образовалось в подледниковых условиях и состоит из многочисленных блочных лавовых потоков со стеклянными краями, достигающих определенной толщины и сложенных гавайитом и бенморитом. Питание этих потоков осуществлялось через многочисленные дамбы, которые также образовали небольшие конусы скорий и брызговые конусы, причем их формирование происходило не одновременно. Над лавовым полем возвышается туфовый конус, образованный моногенетическими вулканическими выбросами, включая лавовые бомбы, содержащие фрагменты гранита, и бомбы достаточно крупного размера, чтобы оставлять кратеры в пепле, куда они падали. Рваные потоки базальтовой лавы с неопределенным источником и неразрушенный конус скорий поднимаются над лавовым полем, завершая систему Эдмонсон-Пойнт. Лавовое поле Адели Пингвин Рукери изверглось около 90 000 лет назад, и его формирование могло сопровождаться выбросом тефры, зафиксированным в керне льда Талос-Купола. Возраст пород на вершине варьируется от 260 000 до 10 000 лет. Отдельные извержения датируются 10 000 ± 20 000, 80 000 ± 15 000, 260 000 ± 60 000 и 15 000 ± 35 000 лет назад. Очень неточные возрасты от позднего плейстоцена до голоцена были получены для отложений выброса на вершине. Одно крупное извержение произошло 13 500 ± 4300 лет назад. Три слоя криптотефры в заливе Эдисто (вблизи мыса Халлетт) были отнесены к извержениям, произошедшим между 1677 и 1615 годами до настоящего времени. Эти извержения, вероятно, имели место на паразитических жерлах горы Мельбурн. Еще два паразитических извержения произошли в тот же временной промежуток.

The Edmonson Point ignimbrite is a trachytic ignimbrite that crops out at Edmonson Point. It consists of three units of ash supported, lapilli and pumice rich deposits with intercalated breccia lenses that reach a thickness of They are two ignimbrite units separated by a base surge deposit. Faulting has offset the sequences, which are intruded by dikes. The Edmonson Point ignimbrite was produced by large Plinian eruptions and is about 115,000 years old. The eruption deposited tephra into the Ross Sea, and correlative tephra layers were found in the Talos Dome ice core. After this ignimbrite, a series of dikes gave rise to the Adelie Penguin Rookery lava field. This lava field, which probably formed subglacially, is made up by numerous blocky lava flows with glassy margins that reach a thickness of and are formed by hawaiite and benmoreite. They were fed through numerous dikes, which also gave rise to small scoria cones and spatter cones, and were emplaced non contemporaneously. A tuff cone rises from the lava field and is formed by monogenetic volcano ejecta, including lava bombs encasing granite fragments and bombs large enough to leave craters in the ash they fell in. Ropy basalt lava flows with an uncertain source vent, and a undissected scoria cone rise above the lava field and complete the Edmonson Point system. The Adelie Penguin Rookery lava field was erupted about 90,000 years ago, and its emplacement may have been accompanied by the emission of tephra recorded in the Talos Dome ice core. Rocks at the summit have ages of between 260,000 and 10,000 years. Individual eruptions have been dated to 10,000 ± 20,000, 80,000 ± 15,000, 260,000 ± 60,000 and 15,000 ± 35,000 years ago. Highly imprecise ages of late Pleistocene to Holocene age have been obtained from the ejecta layer on the summit. One large eruption took place 13,500 ± 4,300 years ago. Three cryptotephra layers in Edisto Inlet (close to Cape Hallett) have been attributed to eruptions that took place between 1,677 and 1,615 years before present. These eruptions probably took place on parasitic vents of Mount Melbourne. Two more parasitic eruptions took place in the same timeframe.

Последнее извержение и современная активность

Тефрохронология позволила установить возраст последнего извержения – 1892 ± 30 гг. н.э. Это извержение отложило мощный слой тефры вокруг вулкана, который обнажается преимущественно на его восточном склоне и в ледниках Авиатор и Тинкер. Три небольших кратера на краю вершинного кратера горы Мельбурн сформировались в конце этого извержения. В историческое время извержений не наблюдалось, и гора Мельбурн считается находящейся в состоянии покоя и представляющей собой вулкан с низкой степенью опасности. На горе Мельбурн продолжаются процессы деформации и наблюдается сейсмическая активность, которая может быть вызвана либо движением флюидов в недрах, либо процессами трещинообразования. Также происходят ледниковые землетрясения, вызванные движением ледников. Геотермальная активность оставалась стабильной в период с 1963 по 1983 год, а деформация земной поверхности началась в 1997 году. Вероятно, эта деформация была вызвана изменениями в геотермальной системе.

Опасности и мониторинг

Возможны будущие умеренные и крупные взрывные извержения, такие как плинианские извержения. Преобладающие ветры будут переносить вулканический пепел на восток через море Росса, и этот пепел может повлиять на исследовательские станции вблизи горы Мельбурн, такие как Марио Зуккелли, Гондвана и Чанг-Бого. Опасности, связанные с извержениями антарктических вулканов, изучены недостаточно. Гора Мельбурн расположена в удалённом районе, поэтому возобновление извержений, вероятно, не затронет населённые пункты, но возможны региональные экологические или даже глобальные климатические последствия, а также нарушения авиасообщения. Итальянские учёные начали программу вулканологических исследований горы Мельбурн в конце 1980-х годов и в 1988 году создали вулканологическую обсерваторию. В 1990 году они установили сеть сейсмических станций вокруг горы Мельбурн, а в период с 1999 по 2001 год – сеть геодезических станций вокруг залива Терра-Нова, включая несколько станций, предназначенных для мониторинга вулкана Мельбурн. С 2012 года корейские учёные со станции Чанг-Бого добавили ещё одну сеть сейсмических станций для мониторинга вулкана. В 2016–2019 годах на горе Мельбурн проводились геохимические, сейсмологические и вулканологические исследования в рамках проекта ICE VOLC.

Климат

Нет подробных метеорологических записей для привершинной области. Ветры дуют преимущественно с запада и реже – с северо-запада. Катабатические ветры сдувают воздух из долин Пристли и Ривза. Осадков выпадает мало. Зимой полярная ночь длится около трех месяцев. Температуры в привершинной области по разным данным либо не превышают, либо находятся в диапазоне. Сезонные колебания температуры значительны и достигают. Во время последнего ледникового максимума (LGM) залив Терра-Нова был занят морским ледниковым щитом. "Дрейф Терра-Нова" отложился между 25 000 и 7 000 лет назад и перекрыт более поздними моренами, образовавшимися при отступлении льда в пост-LGM период. В позднем голоцене, после 5000 лет до настоящего времени, ледники вновь продвинулись в рамках неогляциала. Одно незначительное продвижение произошло примерно за последние 650 лет.

Жизнь

Водоросли, лишайники, печеночники и мхи растут на геотермально нагретой местности в верхних частях горы Мельбурн. На нагретой земле водоросли образуют корки. Мхи образуют подушки и часто встречаются вокруг фумарол и под ледяными глыбами. На горе Мельбурн вид мха Campylopus pyriformis не образует листья. Pohlia nutans формирует небольшие побеги. Эти два вида мха образуют отдельные заросли, расположенные в разных местах вулкана. Вместе с находками на горе Эребус, они представляют собой самые высокогорные мхи, произрастающие в Антарктиде. Обнаружены небольшие залежи торфа. Растительность особенно распространена на хребте, расположенном внутри и к югу от главного кратера, – "Хребет Криптогам". Он характеризуется протяженной безснежной зоной с гравийной почвой, небольшими террасами и каменными полосами. Зарегистрированные температуры почвы достигают… Это единственные известные места произрастания Campylopus pyriformis на теплой почве в Антарктиде. Гора Мельбурн, наряду с горой Эребус, горой Риттман и островом Десепшн, является одним из четырех вулканов в Антарктиде, известных своими геотермальными местообитаниями, хотя другие, менее изученные вулканы, такие как гора Берлин, гора Хэмптон и гора Кауффман, также могут ими обладать. В Южной Америке аналогичные геотермальные условия, как на горе Мельбурн, встречаются в Сокомпе. Растительность на геотермально нагретой местности является необычным явлением для Антарктиды, но встречается и в других местах, включая остров Буве, остров Десепшн, гору Эребус и Южные Сандвичевы острова. Геотермальная зона на вершине горы Мельбурн входит в состав Антарктической особо охраняемой территории №118, которая включает две особо охраняемые зоны вокруг Хребта Криптогам и ряд маркеров, используемых в исследованиях деформации вулкана. Некоторые водоросли с горы Мельбурн случайно были занесены на остров Десепшн или гору Эребус. В Эдмонсон-Пойнте и мысе Вашингтон расположены лежбища пингвинов Адели и императорских пингвинов, а также здесь обитают южные полярные поморники и тюлени Уэдделла. В Эдмонсон-Пойнте обнаружено более двадцати четырех видов лишайников и шесть видов мхов (включая Bryum argenteum), а также микробные маты, образованные цианобактериями. Нематоды и коллемболы завершают биоту Эдмонсон-Пойнта.

Algae, lichens, liverworts and mosses grow on geothermally heated terrain on the upper parts of Mount Melbourne. Algae form crusts on the heated ground. Mosses form cushions and often occur around steam vents and under ice hummocks. The moss species Campylopus pyriformis does not grow leaves on Mount Melbourne. Pohlia nutans forms small shoots. The two moss species form separate stands which occur at different sites of the volcano. Together with occurrences at Mount Erebus, they constitute the highest mosses growing in Antarctica. Small peat deposits have been found. Vegetation is particularly common on a ridge within and south of the main crater, "Cryptogam Ridge". It features a long snow free area with a gravelly ground, small terraces and stone stripes. Soil temperatures recorded there reach These are the only occurrences of Campylopus pyriformis on warm ground in Antarctica. Mount Melbourne along with Mount Erebus, Mount Rittmann and Deception Island is one of four volcanoes in Antarctica known for having geothermal habitats, although other poorly studied volcanoes such as Mount Berlin, Mount Hampton and Mount Kauffman may also have them. In South America, high elevation geothermal environments similar to Mount Melbourne are found at Socompa. Vegetation on geothermally heated terrain is unusual in Antarctica but other occurs elsewhere, including on Bouvet, Deception Island, Mount Erebus and the South Sandwich Islands. The geothermal area at the summit of Mount Melbourne makes up Antarctic Specially Protected Area118, which contains two specially restricted areas around Cryptogam Ridge and some markers used in studies of volcano deformation. Some algae from Mount Melbourne were accidentally transferred to Deception Island or Mount Erebus. Edmonson Point and Cape Washington have Adelie penguin and emperor penguin rookeries and south polar skuas and Weddel seals are also found. More than twenty four lichen plus six moss species (including Bryum argenteum moss) have been found at Edmonson Point, as well as microbial mats formed by cyanobacteria. Nematodes and collembola complete the biota of Edmonson Point.

Биология

Растительность на горе Мельбурн произрастает преимущественно на участках, нагретых до температуры выше , и наблюдается градация типов растительности от более холодных к более теплым температурам. Существуют различия между растительностью и бактериальными сообществами на хребте Криптогам и на северо-западном склоне горы Мельбурн; причиной этих различий могут быть различные типы почв. Эти сообщества, вероятно, достигли горы Мельбурн из отдаленных районов. Транспортировка, скорее всего, осуществлялась ветром, поскольку в регионе нет проточной воды. Гора Мельбурн недавно проявляла активность, характеризуется полярной ночью продолжительностью тринадцать недель, почвами, содержащими токсичные элементы, такие как ртуть, удалена от экосистем, которые могли бы быть источником колонизации, и расположена вдали от западных ветров, что может объяснить видовое бедствие растительности. Поллия нутанс могла появиться на горе Мельбурн относительно недавно, или этот вулкан менее благоприятен для ее роста, чем гора Риттманн, где этот мох более распространен. Ее колонии на горе Мельбурн менее энергичны, чем у Campylopus pyriformis. Водоснабжение этой растительности формируется за счет конденсации фумарольных газов и талой воды из снега. Мхи концентрируются вокруг фумарольных жерл, поскольку там доступно больше пресной воды. Водяной пар замерзает в холодном воздухе, образуя ледяные бугры, которые служат укрытием и поддерживают стабильную влажность и температуру. Геотермальный нагрев и наличие пресной воды отличают эти вулканические биологические сообщества от других антарктических растительных сообществ, нагреваемых солнцем. Некоторые виды бактерий способны к азотфиксации. Генетический анализ показал, что некоторые мхи на горе Мельбурн мутируют, что приводит к генетическому разнообразию. Горячие, влажные почвы на горе Мельбурн являются средой обитания для термофильных организмов, что делает гору Мельбурн оазисом термофильной жизни на ледяном континенте. Холодостойкие микробы сосуществуют с термофилами. Другие виды, связанные с растительностью, включают протозою Corythion dubium, являющуюся амёбой с панцирем, широко распространенную в Антарктиде и единственное беспозвоночное, обнаруженное в геотермальных местообитаниях горы Мельбурн, актинобактерии, различные актиномицеты и грибковые роды. Несколько видов бактерий были впервые описаны в геотермальных районах горы Мельбурн: Alicyclobacillus pohliae с северо-западного склона, Aneurinibacillus terranovensis с хребта Криптогам, а также с вулкана Маунт Риттманн, Bacillus fumarioli с хребта Криптогам, Bacillus thermoantarcticus с хребта Криптогам, позже переименованный в Bacillus thermantarcticus. В 2012 году была предложена дальнейшая переклассификация в Geobacillus thermantarcticus, и Brevibacillus levickii с северо-западного склона.

The vegetation on Mount Melbourne grows mainly on terrain heated to temperatures of over , and there are gradations in vegetation type from colder to warmer temperatures. There are differences between the vegetation and bacterial communities at Cryptogam Ridge and those on the northwest slope of Mount Melbourne; distinct soils may be the reason for such differences. These communities must have reached Mount Melbourne from far away. Transport was probably by wind as there is no flowing water in the region. Mount Melbourne was recently active, has a polar night lasting thirteen weeks, has soils containing toxic elements such as mercury, is distant from ecosystems that could be the source of colonization events, and lies away from the westerlies, which may explain why the vegetation is species poor. Pohlia nutans may have arrived only recently on Mount Melbourne, or this volcano is not as favourable for its growth as Mount Rittmann, where this moss is more common. Its colonies are less vigorous on Mount Melbourne than Campylopus pyriformis. Condensing fumarole gases and meltwater from snow form the water supply of this vegetation. Mosses are concentrated around fumarolic vents as there is more fresh water available there. The steam freezes in the cold air, forming the ice hummocks that act as a shelter and maintain stable humidity and temperature. The geothermal heating and the availability of freshwater sets these volcanic biological communities apart from other Antarctic vegetation communities that are heated by the sun. Some bacterial species are nitrogen fixing. Genetic analysis has found that some mosses at Mount Melbourne are mutating, yielding genetic variation. The hot, wet soils at Mount Melbourne host thermophilic organisms, making Mount Melbourne an island of thermophilic life on an ice cold continent. Cold tolerant microbes coexist with the thermophiles. Other species associated with the vegetation are the protozoan Corythion dubium, which is a testate amoeba common in Antarctica and the only invertebrate found in the geothermal habitats of Mount Melbourne, actinobacteria and various actinomycetes and fungal genera. Several bacterial species were first described from Mount Melbourne's geothermal terrains:
Alicyclobacillus pohliae from the northwest slope. Aneurinibacillus terranovensis from Cryptogam Ridge and also from Mount Rittmann volcano. Bacillus fumarioli from Cryptogam Ridge. Bacillus thermoantarcticus from Cryptogam Ridge, later renamed to Bacillus thermantarcticus. A further reclassification to Geobacillus thermantarcticus was proposed in 2012. Brevibacillus levickii from the northwest slope.