Валлес-Кальдера: История и сохранение вулканического кратера в Нью-Мексико

Введение

Вулканическая кальдера в горах Джемез на севере штата Нью-Мексико, США.

Валлес Кальдера (или Кальдера Джемез) — вулканическая кальдера шириной 22 км (13,7 мили) в горах Джемез на севере штата Нью-Мексико.

История

Использование кальдеры Валлес восходит к доисторическим временам: обнаружены наконечники копий, датируемые 11 000 лет назад. Несколько коренных американских племен часто посещали кальдеру сезонно для охоты и добычи обсидиана, который использовался для изготовления наконечников копий и стрел. Обсидиан из кальдеры торговался племенами по всей территории юго-запада. Впоследствии испанские, а затем мексиканские поселенцы, а также племена навахо и другие племена приезжали в кальдеру сезонно для выпаса скота, что периодически приводило к столкновениям и набегам. Позже, после того как Соединенные Штаты приобрели Нью-Мексико по договору Гваделупе-Идальго в 1848 году, кальдера стала местом боевых действий во время Индейских войн с армией США. Примерно в то же время кальдера и окружающий лес начали использоваться в коммерческих целях для животноводства и лесозаготовок.

Ранчо Бака

Кальдера стала частью ранчо Бака в 1876 году. Семья Бака была состоятельной и получила землю в качестве компенсации за прекращение гранта, выданного их семье вблизи Лас-Вегаса, на северо-востоке Нью-Мексико. Правительство США также передало семье несколько других участков, включая один в Аризоне. Этот участок земли назывался Baca Location номер один. С тех пор земля неоднократно переходила из рук в руки между частными владельцами и коммерческими предприятиями. Наиболее известным владельцем был Фрэнк Бонд в 1930-х годах. Бонд, предприниматель из соседней Эспаньолы, содержал в кальдерах до 30 000 овец, что привело к значительному перевыпасу и повреждению земель, последствия которого для водосборных бассейнов территории ощущаются до сих пор. В 1963 году землю приобрела семья Дуньиган из Абилина, штат Техас. Однако Пэт Дуньиган не получил прав на заготовку древесины, и компания New Mexico Lumber Company активно вырубала лес, оставив на земле сеть дорог и значительно сократив запасы старой древесины дугласовых пихт и пондерозовой сосны. Дуньиган выкупил права на заготовку древесины в 1970-х годах и замедлил вырубку. В 1980-х годах он безуспешно вел переговоры со Службой национальных парков и Лесной службой США о возможной продаже территории. Законодательство предусматривало покупку этого исторического ранчо, расположенного внутри вулканической кальдеры, федеральным правительством за счет средств Фонда сохранения земель и вод, полученных от роялти с морской нефтегазовой добычи. Семья Дуньиган продала федеральному правительству всю поверхность земли и семь восьмых геотермальных минеральных ресурсов за 101 миллион долларов. Поскольку некоторые участки ранчо Бака священны и имеют культурное значение для коренных американцев, часть средств от покупки была передана племени Санта-Клара Пуэбло, которое граничит с территорией с северо-востока. В их числе – истоки ручья Санта-Клара, который священен для племени. Закон о сохранении Кальдеры Валлес 2000 года также учредил Траст Кальдеры Валлес – экспериментальную управляющую организацию, состоящую из девяти членов совета директоров, включая семь, назначенных Президентом Соединенных Штатов. Траст объединил принципы частного сектора с протоколами управления федеральными землями. В соответствии с Законом о сохранении Кальдеры Валлес, заповедник должен был стать финансово самодостаточным к 2015 году. Этот эксперимент вызвал споры. В 2010 году Траст признал, что не сможет достичь финансовой самодостаточности, собрав лишь около 850 000 долларов из необходимых 3 миллионов долларов в год для управления территорией. Экологи выступали за более надежную защиту в статусе национального парка, а не модель Траста, но тогдашний сенатор Пит Домениси (R) настоял на экспериментальном подходе в качестве условия для его поддержки федеральной покупки. Начиная с 2010 года, сенатор США Джефф Бингаман (D) представил законопроект о передаче территории Службе национальных парков в качестве национального заповедника. Законопроект 2011 года был поддержан попечителями VCNP и большинством делегации Конгресса от Нью-Мексико. 19 декабря 2014 года президент Барак Обама подписал Закон об авторизации национальной обороны на 2015 год, который передал административную юрисдикцию над заповедником от Траста Кальдеры Валлес Службе национальных парков. После непродолжительного переходного периода Служба национальных парков взяла на себя повседневное управление 1 октября 2015 года. 10 октября в заповеднике состоялась официальная церемония открытия с участием высокопоставленных лиц, включая министра внутренних дел США Салли Джевелл, сенатора США Тома Удалла, сенатора США Мартина Генриха, бывшего сенатора США Джеффа Бингамана, директора Службы национальных парков Межгорного региона Сью Масика и первого суперинтенданта Национального заповедника Валлес Кальдера Службы национальных парков, Хорхе Сильвы Бануэлоса.

The caldera became part of the Baca Ranch in 1876. The Bacas were a wealthy family given the land as compensation for the termination of a grant given to their family near Las Vegas, in northeastern New Mexico. The family was given several other parcels by the US Government as well, including one in Arizona. This area, , was called Baca Location number one. Since then, the land has been through a string of exchanges between private owners and business enterprises. Most notably, it was owned by Frank Bond in the 1930s. Bond, a businessman based in nearby Española, ran up to 30,000 sheep in the calderas, significantly overgrazing the land and causing damage from which the watersheds of the property are still recovering. The land was purchased by the Dunigan family from Abilene, Texas in 1963. Pat Dunigan did not obtain the timber rights, however, and the New Mexico Lumber Company logged the property very heavily, leaving the land scarred with roads and removing significant amounts of old growth douglas fir and ponderosa pine. Dunigan bought out the timber rights in the 1970s and slowed the logging. He negotiated unsuccessfully with the National Park Service and the US Forest Service for possible sale of the property in the 1980s. The legislation provided for the federal purchase of this historical ranch nestled inside a volcanic caldera, with funds coming from the Land and Water Conservation Fund derived from royalties the US government receives from offshore petroleum and natural gas drilling. The Dunigan family sold the entire surface estate of and seven eighths of the geothermal mineral estate to the federal government for $101 million. As some sites of the Baca Ranch are sacred and of cultural significance to the Native Americans, of the purchase were obtained by the Santa Clara Pueblo, which borders the property to the northeast. These include the headwaters of Santa Clara Creek, which is sacred to the pueblo. The Valles Caldera Preservation Act of 2000 also created the Valles Caldera Trust, an experimental management organization consisting of nine board members, including seven appointed by the President of the United States. The Trust combined private sector practices with federal land management protocol. Under the terms of the Valles Caldera Preservation Act, the preserve was to become financially self sustaining by 2015. The experiment was controversial. In 2010, the Trust admitted that it would be unable to achieve financial self sustainability, having raised only about $850,000 of the $3 million needed to manage the property each year. Environmentalists had lobbied for the more inclusive protections of national park status instead of the Trust model, but then Senator Pete Domenici (R) insisted on the experimental approach as a condition for his support for public purchase. Beginning in 2010, US Senator Jeff Bingaman (D) introduced legislation that would transfer the property to the National Park Service as a national preserve. The 2011 bill was supported by the VCNP trustees and a majority of New Mexico's Congressional delegation. On December 19, 2014, President Barack Obama signed the 2015 National Defense Authorization Act, which transferred administrative jurisdiction of the preserve from the Valles Caldera Trust to the National Park Service. After a brief transition period, the National Park Service assumed day to day management on October 1, 2015. On October 10, the preserve held an official dedication with dignitaries including U. S. Secretary of the Interior Sally Jewell, U. S. Senator Tom Udall, U. S. Senator Martin Heinrich, former U. S. Senator Jeff Bingaman, National Park Service Intermountain Region Director Sue Masica, and the first National Park Service Superintendent of Valles Caldera National Preserve, Jorge Silva Bañuelos.

2011 лесной пожар

В июле 2011 года пожар Лас-Кончасе, возникший из-за линии электропередач на соседней частной территории, охватил часть Национального заповедника Валлес-Кальдера. Этот лесной пожар в общей сложности сжег территорию в горах Джемез, включая большую часть соседнего Национального памятника Банделир.

Геология и наука

Круглый топографический ободок кальдеры имеет диаметр 22 км. Извержение Толедо, сформировавшее кальдеру, отложило член Отуви из Бандельеровского туфа 1,61 миллиона лет назад, который можно увидеть вдоль стен каньонов к западу от кальдеры Вальес, включая каньон Сан-Диего. Более молодой член Tshirege из Бандельеровского туфа сформировался во время извержения кальдеры Вальес 1,23 миллиона лет назад. Разрушенный временем и обнаженный оранжево-коричневый, светлоокрашенный Бандельеровский туф, образовавшийся в результате этих событий, создает впечатляющие столовые горы плато Паджарито. Кальдера Вальес является типовым местом для кальдеры с возрождающимся куполом, механизм формирования которой впервые был разработан К. С. Россом, Р. Л. Смитом и Р. А. Бейли в ходе полевых работ в Вальес в 1960-х годах. После первоначального извержения, сформировавшего кальдеру Вальес, купол Редондо начал подниматься примерно 1,2 миллиона лет назад. Пемза Эль-Каджете и игнимбрит Боевой Скалы были отложены в результате единого извержения 74 200 ± 1 100 лет назад, за которым последовало извержение потока обсидиана Банко Бонито во время самого молодого извержения кальдеры Вальес, датируемого 68 900 ± 1 000 лет назад. В настоящее время существует активная геотермальная система с горячими источниками и фумаролами. В октябре-ноябре 1964 года и вновь в сентябре 1966 года НАСА использовало кальдеру для геологической подготовки астронавтов программы «Аполлон» к распознаванию вулканических образований, таких как туфы потоков пепла, воздушные выпадения пемзы и риолитовые купола. Среди известных преподавателей-геологов был Рой Бейли.

Климат

Согласно климатической классификации Кёппена, Валлес Кальдера характеризуется субарктическим климатом (Dfc) с холодными зимами и умеренным летом. В кальдере наблюдаются сильные температурные инверсии, которые приводят к очень холодным ночам на протяжении всего года и значительным суточным колебаниям температуры.

Потенциал геотермального источника энергии

Вулканические свойства Кальдеры Валлес делают её перспективным источником возобновляемой и экологически чистой геотермальной энергии. Однако некоторые люди выступают против развития геотермальной энергетики, считая, что она наносит ущерб её живописной красоте, рекреационному использованию и выпасу скота. Влияние на горячие источники и водоносные горизонты остаётся неизвестным, поскольку опыт других геотермальных проектов показал, что добыча пластовых флюидов оказывает существенное воздействие на поверхностные тепловые проявления. В кальдере Валлес были проведены первые эксперименты по разработке геотермальной системы Enhanced Geothermal System (EGS) или Hot Dry Rock (HDR), начатые в 1974 году Лос-Аламосской национальной лабораторией на водохранилище Фентон-Хилл, расположенном примерно в 3 км к западу от кальдеры Валлес. Изначально участок Фентон-Хилл был выбран в качестве лаборатории EGS в надежде, что близость к кальдере Валлес повысит температуру коренных пород, что позволит проводить бурение на меньшую глубину. Однако обилие гидротермальных флюидов, поступающих из близлежащей кальдеры, привело к гидротермальному изменению горных пород на глубине, снизив герметичность резервуара. Эксперимент Fenton Hill HDR был окончательно прекращён в 1998 году. Эксперименты показали, что потенциальный резервуар EGS должен характеризоваться низкой проницаемостью, кристаллическим фундаментом без активных разломов и трещин. Несмотря на зарегистрированную максимальную температуру 342 °C и потенциальную производственную мощность 20 МВт, геотермальное поле оказалось слишком малым для экономической целесообразности. В середине 1980-х годов в кальдере Валлес в рамках Континентальной научной буровой программы США было извлечено три керна для анализа химического состава геотермальных флюидов и выявления паровой крышки в районе Сераных источников. Максимальная температура на забое скважины, измеренная во время бурения, составила 295 °C. В целом, геотермальный резервуар в кальдере Валлес является жидкостным, а не паровым, и характеризуется нейтральным хлоридным составом флюидов с максимальной температурой ниже 300 °C. Исторически кальдера Валлес использовалась для проведения конных соревнований на выносливость. После создания VCNP первая гонка в кальдере состоялась в 2009 году. Самая большая травяная долина, Валье-Гранде, является местом проведения лыжного ориентирования. Мероприятия открыты для публики, однако для некоторых требуется предварительное бронирование. Сервисная и консьерж-поддержка предоставляется Ассоциацией интерпретаторов государственных земель. Высота дна долины превышает 2438,40 м над уровнем моря.

The volcanic properties of Valles Caldera make it a likely source for renewable and nonpolluting geothermal energy. However, some people oppose the development of geothermal energy, considering it destructive to its scenic beauty, recreational and grazing use. Its impact on the hot springs and supplying aquifers is unknown as experiences from other past geothermal projects proved that production of reservoir fluids had dramatic impacts to the surface thermal features. Valles caldera was home to the first experiments into development of an Enhanced geothermal system (EGS) or Hot dry rock (HDR) geothermal system, beginning in 1974 by the Los Alamos National Laboratory at the Fenton Hill reservoir, approximately 3 km west of Valles caldera. Originally, the Fenton Hill site was chosen as an EGS laboratory in hopes that the proximity to Valles caldera would increase the temperature of the bedrock, thus requiring shallower drill depths. However, the abundance of hydrothermal fluids discharged from the nearby caldera resulted in hydrothermal alteration of the rocks at depth, weakening the sealed nature of the reservoir. The Fenton Hill HDR experiment was finally abandoned in 1998. The experiments demonstrated that a potential EGS reservoir must be characterized by low permeability, crystalline basement rock with no active faults or joints. Despite measuring a maximum temperature of 342 °C and having a likely production capacity of 20 MWe, the geothermal field was too small to be economic. Three scientific cores were drilled in Valles Caldera during the mid 1980s as part of the United States Continental Scientific Drilling Program in order to analyze the chemistry of geothermal fluids and the presence of a vapor dominated cap in the Sulphur Springs region. The maximum bottom hole temperature measured during drilling was 295 °C. Overall, the geothermal reservoir at Valles Caldera is liquid dominated rather than vapor dominated and has a neutral chloride fluid chemistry with a maximum temperature below 300 °C. Historically, Valles Caldera was a location for equestrian endurance races. After establishment of VCNP, the first race in the caldera was held in 2009. The largest grass valley, Valle Grande, is a venue for ski orienteering. Activities are open to the public, though some require reservations. Customer service and concierge services are provided by the Public Lands Interpretive Association. The valley floor is above 2438.40 m altitude.

Дикая природа и животноводство

По всей кальдере травянистые долины выглядят ухоженными: там мало саженцев, а у зрелых деревьев отсутствуют нижние ветви. Это обусловлено интенсивным выеданием травы лосями и крупным рогатым скотом, а также частыми травяными пожарами естественного и антропогенного происхождения, которые уничтожают нижние ветви ели Энгельмана, псевдотсуги Дугласа и сосны желтой, растущих на возвышенностях вокруг лугов, преобладающих на дне кальдеры. Экстремальные зимние холода препятствуют росту деревьев на дне кальдеры. До начала выпаса овец и крупного рогатого скота эти луга представляли собой местные многолетние злаки, поддерживаемые частыми пожарами. Несмотря на кажущееся изобилие травы, это ограниченный ресурс. Ее вегетационный период короткий. Благодаря программе ограниченного выпаса скота в VCNP, она обеспечивает корм сотням голов крупного рогатого скота летом и тысячам лосей в теплые сезоны, в засушливые зимы и большую часть года. Ее питательная ценность невысока.