Вулканы гор Крэри в Антарктиде

Введение

Вулканы в Антарктиде

Горы Крейри — группа вулканов, покрытых льдом, в Земле Мари Берд, Антарктида. Они состоят из двух или трех щитовых вулканов — горы Рис, горы Стир и горы Фрейкс, которые сформировались в миоцене и плиоцене и в последний раз извергались примерно 30 000–40 000 лет назад. Первые два вулкана сильно изрезаны цирками, в то время как гора Фрейкс лучше сохранилась и имеет широкую кальдеру на вершине. Бойд-Ридж — еще одна часть горного массива, расположенная к юго-востоку от горы Фрейкс; возможно, это выступающая часть платформы, лежащей в основании массива. Вулканы состоят в основном из базальта, трахита и фонолита в виде лавовых потоков, шлаков и гидроволканических образований. Вулканическая активность здесь связана с системой Западно-Антарктического рифта, которая ответственна за формирование ряда вулканов в этом регионе. На протяжении своего существования на этот район влияли оледенения и взаимодействия между ледниками и вулканами.

География и геоморфология

Горный хребет расположен в восточной части Земли Мари Берд, Антарктида, примерно в от побережья Бакутиса. Он был впервые посещен в 1959–1960 годах, и были отобраны образцы нескольких доступных обнажений. Название дано в честь Альберта П. Кэри, который в то время был заместителем главного ученого Антарктической программы IGY США. Горы Кэри – это цепь из трех щитовых вулканов длиной, простирающаяся в северо-западном – юго-восточном направлении. Объем вулканов превышает, а вулканические сооружения состоят из лав, гидровулканических отложений, таких как гиалокластит, фрагментов подушечной лавы и туфов, а также шлака. В отличие от многих других гор в Земле Мари Берд, которые из-за недостатка эрозии демонстрируют лишь свои самые высокие и молодые части, в горах Кэри благодаря ледниковой эрозии хорошо обнажена внутренняя структура вулканов. Горы Кэри формируют водораздельный хребет для Западно-Антарктического ледникового щита, задерживая его, в результате чего он выше на юго-западном склоне хребта. У подножия гор на льду наблюдаются полосы обломков. Самый северо-восточный вулкан – гора Рис, достигающая высоты в Таш-Пик. Вулканические породы выходят на поверхность на скале Трабукко на ее северо-восточном фланге. Кальдеры нет. Ледниковая эрозия сформировала глубокие цирки на восточном фланге горы Рис, а вулканические обнажения указывают на чередование вулканических пород, образовавшихся как подледниковым, так и надледниковым путем. Обнажения состоят из брекчии и лавы, которые в одном случае прорезаны дамбой. В середине цепи расположена гора Стир с высотой и прямоугольной кальдерой на вершине. Лей-Клиф – это вулканическое обнажение на северо-восточном фланге. Гора Стир сильно расчленена и несет следы прежнего оледенения в виде морен и цирков, вырезанных на ее северных и северо-восточных склонах. Как и в случае с горой Рис, вулканические породы чередуются между породами, образовавшимися подледниковым путем, и породами, образовавшимися надледниковым путем. Обнажения характеризуются брекчией и лавой с многочисленными внедренными дамбами. К югу от горы Стир находится гора Фрэйкс, высотой, являющаяся самой высокой вершиной в хребте и наименее подверженной эрозии из гор Кэри. Она имеет широкую круглую кальдеру на вершине и, в отличие от горы Рис и горы Стир, не имеет признаков подледниковых извержений, вероятно, из-за отсутствия эрозии, которая могла бы их обнажить. Вулканические породы выходят на поверхность как на южном, так и на западном склонах, соответственно на скалах Моррисона и Английской скале. Эти обнажения – это шлаковые конусы, образовавшиеся на склонах горы Фрэйкс. Вулканические и невулканические валуны на склонах горы Фрэйкс могут быть либо ксенолитами, либо ледниковыми эрратикам. Бойд-Ридж меньше, чем остальные три вулкана, расположен к юго-востоку от горы Фрэйкс и достигает высоты. Рунион-Рок расположен к востоку от него и является единственной частью Бойд-Риджа, не покрытой льдом. Там обнаружены шлаки и скала из гиалокластита. Вулканы поднимаются с платформы, образованной лавовыми потоками и пирокластическими породами. Эта платформа расположена на высоте около, и Бойд-Ридж может быть ее юго-восточным продолжением. Похоже, что платформа, которая обнажается только на восточной стороне гор Кэри, была наклонена на запад в результате разлома. Эхо- и магниторазведка позволила получить изображение основания гор Кэри в Западно-Антарктическом ледниковом щите, показав, что лежащая в основе местность крутая и окружена узкими долинами. Горы связаны с сильной магнитной аномалией, которая может отражать подледниковые породы, содержащие магнетит.

The mountain range lies in eastern Marie Byrd Land, Antarctica, about from the Bakutis Coast. It was first visited in 1959–1960, and several accessible outcrops were sampled. The name refers to Albert P. Crary, who was then Deputy Chief Scientist for the US IGY Antarctic Program. The Crary Mountains are a chain of three shield volcanoes long which extends in northwest–southeast direction. The volume of the volcanoes exceeds and the edifices consist of lavas, hydrovolcanic deposits such as hyaloclastite, fragments of pillow lavas and tuffs, and scoria. Unlike many other mountains in Marie Byrd Land, which owing to a lack of erosion display only their highest and youngest parts, in the Crary Mountains the internal structure of the volcanoes are well exposed due to glacial erosion. The Crary Mountains form a drainage divide for the West Antarctic Ice Sheet; they dam it, which is thus higher on the southwestern side of the range. Debris stripes have been observed on the ice near the foot of the mountains. The northeasternmost volcano is Mount Rees, which reaches a summit height of at Tasch Peak. Volcanic rocks crop out at Trabucco Cliff on its northeastern flank. There is no caldera. Glacial erosion has cut deep cirques into the eastern flank of Mount Rees, and volcanic outcrops indicate that volcanic rocks alternate between subglacial formations and subaerial formations. Outcrops consist of breccia and lavas, which in one case are intruded by a dike. In the middle of the chain lies Mount Steere with a summit elevation of and a rectangular summit caldera. Lie Cliff is a volcanic outcrop on the northeastern flank. Mount Steere is heavily dissected, bears evidence of former glaciation in the form of moraines and cirques have been eroded into its northern and northeastern flanks. As with Mount Rees, volcanic rocks alternate between these that formed subglacially and these formed subaerially. Outcrops feature breccias and lava with numerous intruded dikes. South of Mount Steere is Mount Frakes, with it is the highest peak in the range and the least eroded of the Crary Mountains. It has a wide circular summit caldera and unlike Mount Rees and Mount Steere it bears no evidence of subglacial eruptions, probably due to lack of erosion that could have exposed them. Volcanic rocks crop out both on the southern and western flank, at Morrison Rocks and English Rock respectively. These outcrops are cinder cones that formed on the slopes of Mount Frakes. Volcanic and nonvolcanic boulders on the slopes of Mount Frakes may either be xenoliths or glacial erratics. Boyd Ridge is smaller than the other three volcanoes and located southeast of Mount Frakes and reaches an elevation of Runyon Rock crops out to its east and is the only area of Boyd Ridge not covered by ice. Cinders and a cliff of hyaloclastite are found there. The volcanoes rise from a platform formed by lava flows and pyroclastic rocks. This platform lies at about elevation and the Boyd Ridge may be a southeastward extension thereof. It appears that the platform — which crops out only on the eastern side of the Crary Mountains — was tilted westward by faulting. Echo and magnetic sounding have imaged the root of the Crary Mountains in the West Antarctic Ice Sheet, finding that the underlying terrain is steep and flanked by narrow troughs. The mountains are associated with a strong magnetic anomaly that may reflect subglacial rocks containing magnetite.

Геология

Кенозойский вулканизм в Земле Мари Берд связан с Западно-Антарктическим рифтом и объясняется деятельностью мантийного плюма. Этот плюм либо находится под Землей Мари Берд и ее вулканами, либо поднялся к поверхности до того, как Антарктида отделилась от Новой Зеландии в среднем меловом периоде, вызвав вулканизм вдоль континентальных окраин юго-западной части Тихого океана. Согласно последней теории, вулканизм Земли Мари Берд обусловлен остаточной частью головки плюма под континентом. Основание выходит на поверхность вдоль побережья и состоит из гранитоидов и метаморфических осадочных пород, оставленных девонско-меловой вулканической дугой. Этот вулканизм проявляется в 18 крупных и многочисленных мелких вулканах, которые встречаются группами, рядами или в виде одиночных систем в Земле Мари Берд. Более крупные вулканические центры извергали фонолит, риолит, трахит и породы промежуточного состава, достигая высоты более [укажите высоту] над уровнем моря. Меньшие центры расположены у подножия крупных, в виде паразитических конусов на их склонах или вдоль побережья. Эти конусы извергали щелочной базальт, базанит и гавайит.

Состав

Базальт встречается на всех четырех вулканах. Фоналит и трахит обнаружены на горе Рис и горе Стир, первый также на горе Фрейкс; на горе Рис также встречается риолит. Фенокристами являются клинипироксен, магнетит, оливин и плагиоклаз. Магма, извергнувшаяся в горах Крэри, образовалась в мантии и после формирования подверглась фракционной кристаллизации.

Геологическая история

Горы Крейри были активны между 9,3 и 0,04 миллиона лет назад в миоцене и плиоцене. Самые молодые датировки получены методом аргон-аргоновой датировки на горе Фрейкс и указывают на извержение 35 000 ± 10 000 – 32 000 ± 10 000 лет назад. Эти возрасты были определены для English Rock, которая также дала значения 826 000 ± 79 000 – 851 000 ± 36 000 и 1,62 ± 0,02 миллиона лет назад. Отложения тефры в ледяных кернах, извлеченных на станции Бёрд, могли образоваться в результате извержений вулканов Земли Мари Бёрд, таких как вулканы в горах Крейри. Максимальный возраст каждого вулкана уменьшается в юго-восточном направлении: от 9,34 ± 0,24 миллиона лет для горы Рис до 2,67 ± 0,39 миллиона лет для Бойд Ридж. Аналогичная картина миграции вулканизма вдоль цепи наблюдается и в других горных хребтах, например, в хребте Executive Committee Range, где она происходит с сопоставимой скоростью, как и в горах Крейри. Эта миграция направлена от центра вулканической провинции Земли Мари Бёрд и может отражать распространение разлома в земной коре. Западная Антарктида подвергалась оледенению с олигоцена, когда на горе Петрас, возможно, существовал локальный ледниковый покров или снежный покров. Вулканы, извергающиеся сквозь лед, оставляют специфические геологические структуры, которые можно использовать для реконструкции времени и масштабов прошлых оледенений. Геологические данные, полученные в горах Крейри, свидетельствуют о существовании значительного Западно-Антарктического ледяного щита в миоцене, и о том, что колебания его размеров могли создавать напряжения в земной коре и модулировать активность вулканов в этом районе. До его формирования горы Крейри могли быть островами. В горах Крейри лед присутствовал либо в виде покровного льда на склонах во время извержений, либо в виде мощного континентального ледяного покрова. Ледники были холодными, поэтому не образовывали тиллитов или ледниковых поверхностей и, вероятно, были относительно тонкими. Ледниковая эрозия происходила преимущественно между 8,55 и 4,17 миллионами лет назад, формируя цирки в горах Рис и Стир и перенося ледниковые валуны по склонам.

The Crary Mountains were active between 9.3 and 0.04 million years ago during the Miocene and Pliocene. The youngest dates have been obtained by argon argon dating on Mount Frakes, and imply an eruption 35,000±10,000–32,000±10,000 years ago. These ages were obtained on English Rock, which has also yielded ages of 826,000±79,000–851,000±36,000 and 1.62±0.02 million years ago. Tephra deposits in ice cores recovered at Byrd Station may have originated at Marie Byrd Land volcanoes such as these of the Crary Mountains. The maximum age of each volcano decreases in southeastward direction, from 9.34±0.24 million years old Mount Rees to 2.67±0.39 million years old Boyd Ridge. The pattern of volcanism migrating along the chain has been observed at other mountain ranges such as the Executive Committee Range, where it takes place at a pace of like at the Crary Mountains. It is directed away from the centre of the Marie Byrd Land volcanic province and may reflect the propagation of a fracture in the crust. West Antarctica has been subject to glaciation since the Oligocene, where a perhaps local ice cap or snow deposit existed at Mount Petras. Volcanoes erupting through ice leave specific geologic structures which can be used to reconstruct the timing and extent of past glaciations. Geologic evidence at the Crary Mountains implies that a substantial West Antarctic Ice Sheet existed during the Miocene, and that fluctuations in its size may have stressed the crust and modulated the activity of volcanoes in its area. Before its formation the Crary Mountains might have been islands. In the Crary Mountains, ice occurred either in the form of slope ice when the mountains were erupting or as a thick continental ice sheet. The glaciers were cold based and thus did not produce tillites or glacial surfaces, and were probably thin. Glacial erosion took place mainly between 8.55 and 4.17 million years ago; it formed the cirques in Mount Rees and Mount Steere and transported glacial erratics on the mountains.

Названные особенности

Названные объекты, с северо-запада на юго-восток, включают в себя скалу Трабукко, гору Рис, пик Таша, Белую долину, гору Стир, скалу Лей, гору Фрейкс, Английскую скалу, скалы Моррисона, долину Кэмпбелл, хребет Бойд и скалу Руньон. Все эти объекты были картографированы Геологической службой США (USGS) на основе наземных съемок и аэрофотосъемки ВМС США в период с 1959 по 1966 год.

Ущелье Трабукко

Обрыв на конце широкого шпора, формирующего северо-восточный край горы Рис. Назван Консультативным комитетом США по антарктическим названиям (US ACAN) в честь Уильяма Дж. Трабукко, физика-ионосферщика Антарктической исследовательской программы США (USARP) на станции МакМурдо в 1969 году и на станции Сипл в 1973 году.

Гора Рис

Гора, расположенная к северо-западу от горы Стир в северной части гор Крэри. Названа US ACAN в честь Манфреда Х. Риса, исследователя полярных сияний на станции Бёрд в сезоне 1965–66 годов.

Пик Таша

Каменистая вершина в юго-восточной части горы Рис. Названа американским консультативным комитетом по антарктическим названиям (US ACAN) в честь Пола Таша, геолога программы USARP, работавшего в Сентинельском и хребтах Огайо летом 1966–1967 годов и в районе Coalsack Bluff в 1969–1970 годах.

Белая долина

Широкая долина, покрытая льдом, врезающаяся в северную часть гор Крейри между скалами Трабукко и скалами Ли. Названа US ACAN в честь Франклина Э. Уайта, ионосферного физика USARP, работавшего на станции Бёрд в течение четырех летних сезонов с 1966 по 1971 год.

Гора Стир

Выдающаяся гора, возвышающаяся к северо-северо-западу от горы Фрейкс. Названа US ACAN в честь Уильяма С. Стире, биолога, работавшего на станции МакМёрдо в сезоне 1964–65 годов.

Лжец , Клип .

Выдающийся скальный обрыв у восточного подножия горы Стир. Назван Комитетом США по антарктическим названиям (US ACAN) в честь Ханса П. Ли, ионосферного физика программы USARP, работавшего на станции Сипл в летние сезоны 1970–71 и 1973–74 годов.

Гора Фрейкс

Высокая горная вершина, отмечающая наивысшую точку в горах Крэри. Названа Консультативным комитетом по антарктическим названиям (US-ACAN) в честь Лоуренса А. Фрейкса, геолога программы USARP, который работал три летних сезона на Фолклендских островах и в Антарктиде в период с 1964–65 по 1967–68 годы.

Английский рок

Скальный выход у подножия западного склона горы Фрейкс. Назван US ACAN в честь Клода Л. Инглиша-младшего, военнослужащего ВМС США, бортового оператора вертолета эскадрильи VXE-6 во время операции «Глубокая заморозка» 1970 года; он также участвовал в операциях «Глубокая заморозка» 1961, 1962 и 1965 годов.

Скала Моррисона

Группа скал, выходящих на поверхность вдоль южного склона горы Фрейкс. Названа американским консультативным комитетом по антарктическим названиям (US ACAN) в честь Пола У. Моррисона, военнослужащего военно-морского флота США, фельдшера на станции Южного полюса в 1974 году.

Долина Кэмпбелл

Замерзшая долина или перевал, простирающийся с востока на запад между основной группой пиков гор Крэри и хребтом Бойда. Названа US ACAN в честь Уоллеса Х. Кэмпбелла, физика ионосферы, работавшего на станции МакМурдо в сезон 1964–65 гг. и на острове Маккуори в 1961–62 гг.

Бойд Ридж

Длинный хребет, покрытый льдом, простирающийся в восточно-западном направлении и образующий южный конец гор Крэри. Он отделен от основных вершин массива долиной Кэмпбелл. Назван американским консультативным комитетом по антарктическим названиям (US ACAN) в честь Джона К. Бойда, биолога программы USARP, работавшего на станции Мак-Мердо в сезоны 1965–66 и 1966–67 годов.

Скала Руньон

Выдающаяся скала вдоль северного склона хребта Бойд. Названа Комитетом США по антарктическим названиям (US ACAN) в честь Уильяма Э. Руньона, электрика-строителя ВМС США, работавшего на станции Южного полюса в 1969 и 1974 годах.