Введение
Ледниково-эрозированный стратовулкан в штате Орегон, США.
Брокен-Топ – это ледниково-эрозированный комплексный стратовулкан, расположенный в Каскадной вулканической дуге, части обширного Каскадного хребта в штате Орегон, США. Вулкан находится к юго-востоку от пиков «Три сестры» и в пределах дикой природы «Три сестры», к западу от города Бенд, штат Орегон, в округе Дешутс. Вулканическая активность прекратилась около 100 000 лет назад, и последующая эрозия ледниками привела к разрушению конуса вулкана, обнажив его внутреннее строение. На вершине расположены два ледника: Бенд и Крук. В этом районе обитает разнообразная флора и фауна, для которого характерны частые снегопады, периодические дожди и значительные колебания температуры в течение сезонов. Брокен-Топ и его окрестности – популярные места для пеших походов, альпинизма и скалолазания.
География
Брокен Топ расположена в Каскадной вулканической дуге, приблизительно в Каскадном хребте штата Орегон, в зоне дикой природы Три Сестры, которая находится в округе Дешутс. Высота горы составляет 9177 футов (2797 м) по данным Hildreth (2007).
Дикая природа
Дикая местность "Три сестры" занимает площадь в , что делает ее второй по величине дикой местностью в Орегоне. Она была определена Конгрессом Соединенных Штатов в 1964 году и граничит с дикой местностью Маунт-Вашингтон на севере, а на юге примыкает к дикой местности озера Уолдо. На территории расположены 418 километров троп, а также многочисленные леса, озера, водопады и ручьи, включая исток ручья Уайхус. "Три сестры" и "Разбитая вершина" занимают около трети территории дикой местности "Три сестры", и этот район известен как регион Альпийского хребта. Высота в регионе Альпийского хребта варьируется от 1585 до 3157 метров и здесь находятся самые посещаемые ледники, озера и луга дикой местности.
Физическая география
Погода в этом районе сильно варьируется из-за дождевой тени, вызванной Каскадным хребтом. Воздух из Тихого океана поднимается над западными склонами, что приводит к его охлаждению и выпадению влаги в виде дождя (или снега зимой). Количество осадков увеличивается с высотой. После того как воздух теряет влагу, он опускается на восточную сторону хребта, становясь теплее и суше. На западных склонах годовое количество осадков колеблется от [значение] до [значение], а на восточных склонах – от [значение] до [значение]. Экстремальные температуры достигают [значение] летом и [значение] зимой. До заселения этой местности в конце XIX века лесные пожары часто охватывали местные леса, особенно леса пондерозы на восточных склонах. Из-за подавления пожаров на протяжении последнего столетия леса стали переросшими, а на больших высотах они особенно уязвимы для летних пожаров, которые угрожают жизни и имуществу. В XXI веке лесные пожары в Национальном лесу Дешутс стали крупнее и чаще. В сентябре 2012 года удар молнии вызвал пожар в районе Поле-Крик в пустыне Три сестры, который сжег 106 км² и привел к закрытию территории до мая 2013 года. В августе 2017 года власти закрыли 1080 км² в западной половине пустыни Три сестры, включая 39 км Тихоокеанского хребта, для посещения из-за 11 пожаров, вызванных молнией, включая пожар Милли. В связи с увеличением частоты пожаров, государственные органы учли роль лесных пожаров в планировании.
Геология
Брокен Топ — сложный стратовулкан. Он расположен к северо-западу от Балл-Бутт и к юго-востоку от Южной Сестры (часть комплекса вулканов «Три сестры»), который находится на долготе 121,7° з. д. и широте 44,08° с. ш. Высота вулкана составляет 9186 футов (2800 м). Как и другие вулканы Каскадного хребта, Брокен Топ питался магматическими очагами, образовавшимися в результате субдукции тектонической плиты Хуана-де-Фука под западный край Североамериканской плиты. Формированию горы способствовал меняющийся климат плейстоценовой эпохи, в течение которой происходили многочисленные ледниковые периоды, и продвижение ледников разрушало местные горы. Брокен Топ входит в состав нескольких других вулканов в восточной части Каскадного хребта, известной как Высокие Каскады, которые простираются с севера на юг. В их число входят комплекс «Три сестры», кратер Белкнап, гора Вашингтон, Блэк-Бутт, Три Пальца и гора Бакалавр. Эти горы, сформировавшиеся к концу плейстоценовой эпохи, подстилаются более древними вулканами, которые опустились в параллельные разломы, ориентированные с севера на юг, в окружающем регионе. «Три сестры» образуют центральную часть региона с плотно сгруппированными вулканическими пиками, что является исключением из типичного расстояния между вулканами в других частях Каскадов. Эта местность — одна из самых активных вулканических зон в Каскадах и один из наиболее густонаселенных вулканических центров в мире, а также второе по величине вулканическое поле, состоящее из кремнезёмистых пород, в пределах Квартерных Каскадов. Площадь в 500 км² от «Трёх сестёр» до Брокен Топа и горы Бакалавр содержит по меньшей мере 50 извергательных жерл, извергающих риолитовую и риодацитовую лаву. К востоку от Брокен Топа расположена область площадью 300 км², состоящая из андезитовых и мафических шлаковых конусов, с аналогичными отложениями риолитовой и риодацитовой лавы. Вулкан Тумало распространил игнимбриты и плинианские отложения в результате наземных извержений по всей территории (плинианские извержения подобны извержению Везувия, уничтожившего Помпеи). Эти отложения распространились от Тумало до города Бенд.
История извержения
Первоначальные извержения Брокен-Топа, начавшиеся около 300 000 лет назад в середине плейстоценовой эпохи и частично совпадающие с извержениями вулкана Северная Сестра, состояли из базальтовой андезитовой лавы, которая способствовала формированию основания щитовидного вулкана. Центр этой структуры сложен окисленным агломератом, в который внедрялись интрузивные дамбы и геологические жилы. Шлак, породы даек и лава, составлявшие этот конус, имели однородный состав, представленный фeнокристаллами плагиоклаза, оливина, двух типов пироксена и магнетита. После этого продолжались нерегулярные извержения, извергавшие кремнезёмистую лаву с перерывами до 150 000 лет назад. Эрозия разрушила первоначальную вершину горы, а также её юго-восточный склон и значительную часть внутреннего строения вулкана, обнажив слои фиолетового, красного и чёрного шлака, чередующиеся с жёлтым, коричневым и оранжевым пемзой и туфами, а также белую пемзу, включенную в матрицу с чёрными фрагментами лавы.
Ледниковые процессы и внезапные наводнения
В позднем плейстоцене Брокен-Топ и его окрестности были почти полностью покрыты ледниками. Единственными участками, не погребенными под ледниками, были вершины горы Тумало и Брокен-Топа, включая гребень северо-западного хребта. Геологические данные не указывают на наличие каких-либо извержений под ледниками. В настоящее время ледники Бенд и Крук, расположенные на высотах 7762 фута (2366 м) и 8209 футов (2502 м) соответственно, продолжают разрушать внутреннюю структуру горы. Оба небольших ледниковых потока значительно уменьшились в размерах за последние несколько десятилетий, и их отступление продолжается быстрыми темпами. Когда ледники Малого ледникового периода отступили в 20-м веке, образовавшиеся пустоты заполнились водой, сформировав моренные плотинные озера, которые встречаются в пустыне Три сестры чаще, чем где-либо еще в континентальных Соединенных Штатах. Этот район имеет историю внезапных наводнений, в том числе и на самом Брокен-Топе, где 7 октября 1966 года произошло внезапное наводнение. Анализ события, проведенный лесником Дэвидом Расмуссеном, показал, что оно началось из озера на Брокен-Топе, расположенного на высоте 8000 футов (2438 м) площадью около 4 км². Это озеро находится у подножия ледника Крук и питается водами от ледника Бенд. Вероятно, причиной наводнения стало падение ледникового льда в озеро, вызвавшее большую волну, которая прорвала морену и выпустила воду в канал под озером. В результате наводнение достигло глубины, обрушиваясь по восточным и южным склонам горы и достигнув живописной дороги Каскадных озер (Cascade Lakes Scenic Byway). Наводнение перенесло бревна, камни и грязь в пойму озера Спаркс; оно покрыло от 35 до 45 процентов площади озера илом и отложило не менее осадочных пород в озере и окружающей пойме.
Дополнительные конусы
Вулкан Тодд-Лейк, извергавший порфиритовый андезит (андезит с заметными различиями в размере кристаллов) бледно-серого цвета, расположен у южного подножия Брокен-Топа. Его лавовые потоки обнажены и покрыты красным шлаком и агглютинатом из отдельного вулканического жерла. Извержения Тодд-Лейк начались после прекращения активности Брокен-Топа, поскольку у этих двух вулканов перекрываются слои лавы. С отступлением плейстоценовых ледников к югу от озера Тодд образовались базальтовые шлаковые конусы, одновременно с формированием кратера Кайуза. Кратер Кайуза, несвязанный с Брокен-Топом постледниковый вулкан, образовавшийся 11 000 лет назад, также расположен на южном склоне Брокен-Топа. Он сложен из базальтовой лавы и шлака, извергнувшихся после прекращения активности Брокен-Топа. В этом районе также имеется ряд паразитических конусов, которые со временем способствовали формированию Балл-Бутт. Они также произвели большое количество красного шлака и образовали горячие источники и фумаролы (отверстия в земной коре, извергающие пар и газы). Остатки крупного шлакового конуса вблизи ледника Бенд, большей частью разрушенного льдом, включают вулканические бомбы длиной до 2 метров. В позднем плейстоцене изверглись шесть шлаковых конусов и вспомогательные жерла между Брокен-Топом и горой Тумало, извергнув гломеропорфиритовый базальтовый андезит. Вероятно, все они образовались из одного и того же источника магмы.
Недавняя история и потенциальные опасности
Когда в 1925 году была опубликована первая геологическая разведка окружающего региона, ее автор, Эдвин Т. Ходж, предположил, что Сломанная вершина (Broken Top), Три сестры (Three Sisters) и несколько других гор в этом районе представляют собой остатки огромного обрушившегося вулкана, который был активен в эпоху миоцена или раннего плиоцена. Назвав этот древний вулкан горой Малтнома (Mount Multnomah), Ходж предположил, что он обрушился, образовав кальдеру, подобно тому, как гора Мазама (Mount Mazama) обрушилась, образовав Кратерное озеро (Crater Lake). В 1940-х годах Хоуэлл Уильямс завершил анализ окрестностей и пришел к выводу, что вулкана Малтнома никогда не существовало, продемонстрировав, что каждый вулкан в этом районе имеет свою собственную историю извержений. Статья Уильямса 1944 года под названием «Вулканы региона Трех сестер, Орегонские Каскады» (Volcanoes of the Three Sisters Region, Oregon Cascades) определила основные очертания региона, хотя у него не было доступа к химическим методам и радиометрическому датированию. Анализ геолога и вулканолога Эдварда Тейлора из Университета штата Орегон, проведенный в 1978 году, показал, что современный конус Сломанной вершины построен из базальтовой андезитовой лавы, сформировавшей платформу. Со временем, по мере вторжения дамб и силлов в структуру, образовался вулканический конус, состоящий из различных лав, включая базальтовый андезит, дацит и риодацит, а также тефры и пирокластические материалы от более взрывных извержений. Сломанная вершина представляет значительную опасность для окружающей территории, особенно в пределах ближайшей опасной зоны, окружающей Сломанную вершину и Три сестры. Оползень на Сломанной вершине или извержение близлежащей Южной сестры (South Sister) могут вызвать лахар (быстрый поток воды, камней и грязи), который может обрушиться вниз по долинам рек в окрестностях. Хотя небольшие оползни объемом менее чем более вероятны, чем огромные лавины, они все же могут нанести значительный ущерб и спровоцировать лахары. Более крупные оползни, скорее всего, будут вызваны внедрением магмы и, следовательно, будут предсказываться сейсмометрами и вулканическими приборами. Извержение Южной сестры представляет угрозу для жизни вблизи вулкана, поскольку ближайшая опасная зона простирается от вершин вулкана. Во время извержения тефра может накапливаться до в городе Бенд (Bend), а грязевые и пирокластические потоки могут стекать по склонам горы, угрожая любой жизни на своем пути. За прошедшее столетие на Трех сестрах и Сломанной вершине произошло пять или более лахаров, вызванных прорывом ледниковых озер или разрушением моренных плотин. Однако они затронули только незастроенные районы, поскольку их протяженность составляла менее приблизительно 6 миль (10 км) от первоначального источника. Будущие разрушения плотин, приводящие к аналогичным событиям, вероятно, по-прежнему будут влиять только на ближайшую опасную зону диаметром 12 миль (19 км), но они могут достигать более удаленных районов, если они происходят из определенных озер, таких как озеро Карвер (Carver Lake) или безымянное озеро на восточной стороне Сломанной вершины, стекающее в озеро Спаркс (Sparks Lake). Озера с меньшей угрозой достижения удаленной опасной зоны включают небольшие озера в верховьях ручья Уайхус (Whychus Creek) и бассейн ниже ледника Коллиер (Collier Glacier).
Отдых
Брокен-топ и близлежащие Три сестры – популярное место для походов и восхождений. Лесная служба США требует разрешения (в ограниченном количестве) для посещения в наиболее загруженные периоды года, а собак необходимо держать на поводке на тропах Грин-Лейкс, Морейн-Лейкс, Саут-Систер, Сода-Крик, Тодд-Лейк и Кратер-Дитч с 15 июля по 15 сентября. Лошади запрещены, а ледорубы целесообразны в зимний сезон восхождений для обеспечения безопасности. Моторные транспортные средства и другие механические средства передвижения, такие как велосипеды, повозки, моторные лодки и вертолеты, как правило, запрещены в дикой местности "Три сестры" в соответствии с правилами Национальной системы сохранения дикой природы. Пешеходная тропа на Брокен-топ начинается в бассейне Грин-Лейкс к востоку от города Бенд, ее протяженность составляет 19 км, а набор высоты – 1052 м. Подъем по маршруту возможен, однако он требует навыков восхождения 4-й категории или ниже по десятичной системе Йосемити и сопряжен со значительным риском срыва. Тропа на Брокен-топ начинается на перекрестке с тропой Грин-Лейкс. Она ведет к Крейтер-Крик, включая 0,5 мили (1 км) тропы, проходящей прямо у вулкана и ледника Крук. Существует также неофициальная тропа, поднимающаяся по моренному отложению ледника Крук. К северным склонам Брокен-топ можно добраться по тропам к северу от хребта Там МакАртур, а к южным склонам – по тропам вблизи Крейтер-Крик.
Сноски
Источники расходятся в оценках количества цирков, вырезавших Broken Top; Вуд и Кинл (1992) указывают на три цирка, а Уильямс (1944) утверждает, что пять цирков изменили структуру вулкана.