Вулкан Синдер-Коун: История и Исследования в Национальном Парке Лассен

Введение

Вулкан-шлаковый конус в Калифорнии, США.
Тип вулкана.

Вулкан-шлаковый конус (Cinder Cone) – это вулкан-шлаковый конус, расположенный в Национальном вулканическом парке Лассен в Соединенных Штатах. Он находится примерно к северо-востоку от пика Лассен и открывает отличный вид на гору Броукофф, пик Лассен и скалы Хаос. Высота конуса над окружающей местностью составляет 228,60 м, и он распространил пепел. Впоследствии, как и многие шлаковые конусы, он прекратил извержения после того, как из его основания вырвалось несколько потоков базальтовой лавы. Эти потоки, известные как Фантастические лавовые поля, распространились в северо-восточном и юго-западном направлениях, перегородив ручьи и образовав сначала озеро Снаг на юге, а затем озеро Бутт на севере. Озеро Бутт питается водой из озера Снаг, просачивающейся сквозь лавовые поля. Тропа Ноблз Эмигрант Трейл проходит вокруг озера Снаг и следует по краю лавовых полей. Его возраст был предметом споров с 1870-х годов, когда многие считали, что ему всего несколько десятилетий. Позже предполагалось, что конус и связанные с ним потоки лавы сформировались около 1700 года или в результате 300-летней серии извержений, завершившихся в 1851 году. Недавние исследования ученых Геологической службы США (USGS), проводимые в сотрудничестве со Службой национальных парков для лучшего понимания вулканических опасностей в районе Лассен, окончательно установили, что вулкан-шлаковый конус образовался в результате двух извержений, произошедших в 1650-х годах.

География

Конус Пепла расположен в округах Лассен и Шаста, в Северной Калифорнии, в Соединенных Штатах. Он находится к юго-западу от озера Батт и к юго-востоку от пика Проспект, окружен нерастительной блочной лавой и имеет концентрические кратеры на вершине, диаметрами и . Конус Пепла состоит из пяти лавовых потоков базальтового андезита и андезита, а также включает два шлаковых конуса, первый из которых был в значительной степени разрушен лавовыми потоками, вытекавшими из его основания. При формировании Конуса Пепла состав магмы, питавшей извержение, изменился, перейдя от базальтового андезита к андезиту, а затем вернувшись к базальтовому андезиту с повышенным содержанием титана. Базальтовые андезиты – это вулканические породы, содержащие от 53 до 57% кремнезема, а андезиты – от 57 до 63%. Лавовые потоки и шлаки вулкана тесно похожи друг на друга, несмотря на различные химические составы, образуя темные, мелкозернистые породы с небольшим количеством видимых кристаллов минералов оливина, плагиоклаза и кварца. Название «Конус Пепла» было официально зарегистрировано Советом по географическим названиям Соединенных Штатов в 1927 году. В середине 1930-х годов вулканолог Геологической службы США (USGS) Р. Х. Финч попытался развить работу Диллера. Основываясь на других исследованиях, проведенных на Конусе Пепла, Финч полагал, что (1) произошло по крайней мере пять отдельных эпизодов лавовых потоков, что подтверждалось приблизительными, экспериментальными магнитными измерениями; (2) самый молодой лавовый поток был извержен в 1851 году, принимая исторические «доказательства» Харкнесса (1875) и игнорируя интервью и выводы Диллера; и (3) произошло по крайней мере два различных взрывных извержения конуса. Используя эти предположения и измерения годичных колец деревьев, Финч предложил сложную и подробную хронологию извержений Конуса Пепла, охватывающую почти 300 лет. Измеряя кольца одного конкретного дерева, он обнаружил два периода замедленного роста и предположил, что два взрывных извержения произошли в 1567 и 1666 годах. Он также пришел к выводу, что пять лавовых потоков были извергнуты в 1567, 1666, 1720, 1785 и 1851 годах.

Cinder Cone lies in Lassen and Shasta counties, in Northern California, within the United States. Located southwest of Butte Lake and southeast of Prospect Peak it is surrounded by unvegetated block lava and has concentric craters at its summit, which have diameters of and Cinder Cone comprises five basaltic andesite and andesite lava flows, and it also has two cinder cone volcanoes, with two scoria cones, the first of which was mostly destroyed by lava flows from its base. When Cinder Cone formed, the magma feeding the eruption changed composition, shifting from basaltic andesite to andesite before returning to basaltic andesite with increased titanium content. While basaltic andesites are volcanic rocks containing 53 to 57% silica, andesites are those containing 57 to 63% silica. The lava flows and scorias at the volcano closely resemble each other despite distinct chemical compositions, forming dark, fine grained rocks, with a few visible crystals of the minerals olivine, plagioclase, and quartz. Cinder Cone's name was officially recognized by the United States Board on Geographic Names in 1927. In the mid 1930s, USGS volcanologist R. H. Finch attempted to improve on Diller's work. On the basis of other studies done at Cinder Cone, Finch thought (1) that there had been at least five separate lava flow events, as suggested by crude, experimental magnetic measurements; (2) that the youngest lava flow was extruded in 1851, accepting Harkness' (1875) historical "evidence" and ignoring Diller's interviews and conclusions; and (3) that there had been at least two distinct explosive eruptions of the cone. Using these assumptions and tree ring measurements, Finch proposed a complex and detailed eruptive chronology for Cinder Cone that spanned nearly 300 years. From measurements of the rings of one particular tree, which showed two periods of slow growth, he thought that the two explosive eruptions occurred in 1567 and 1666. He also concluded that the five lava flows were extruded in 1567, 1666, 1720, 1785, and 1851.

Новые геологические исследования

После публикации работы Финча в 1937 году было проведено немного дополнительных исследований вулканических опасностей в районе Лассена. Однако ситуация изменилась после извержения вулкана Сент-Хеленс в штате Вашингтон в 1980 году. В результате USGS приступило к переоценке рисков, связанных с другими потенциально активными вулканами в Каскадном хребте, включая вулканы в Национальном парке вулканов Лассен. С тех пор ученые USGS работают в сотрудничестве со Службой национальных парков, чтобы лучше понять вулканические опасности в районе Лассена. В рамках этой работы была пересмотрена история Конуса Пепла (Cinder Cone). Большинство особенностей Конуса Пепла мало изменились с тех пор, как Харкнесс впервые описал их в 1870-х годах, но все предположения, на которых Финч основывал свои выводы, оказались неверными. Благодаря новым полевым и лабораторным исследованиям, а также переосмыслению данных предыдущих исследований, ученые USGS показали, что вся последовательность извержений в Конусе Пепла представляет собой одно непрерывное событие. Поскольку ориентация магнитного поля Земли в северной Калифорнии в 1850-х годах хорошо известна и отличается от остаточной намагниченности в Конусе Пепла, лавовые потоки там не могли быть извергнуты в 1850 или 1851 годах. Кроме того, не наблюдается различий в магнитной ориентации, зафиксированной в каких-либо лавовых потоках Конуса Пепла, следовательно, потоки должны были образоваться в течение интервала менее 50 лет. Хотя палеомагнитные данные позволяют исключить 1850-е годы как время извержения Конуса Пепла, они не дают точной даты этого события. Измеряя содержание углерода-14 в образцах древесины деревьев, погибших в результате извержения Конуса Пепла, ученые USGS получили радиоуглеродную датировку извержения в период между 1630 и 1670 годами. Эта дата также согласуется с остаточной намагниченностью, сохранившейся в лавовых потоках. Серия извержений, сформировавших вулканические отложения в Конусе Пепла, была сложной и до конца не изучена. Однако новые исследования, проведенные учеными USGS, опровергают сообщения об извержении в начале 1850-х годов и подтверждают интерпретацию Диллера (1891, 1893), согласно которой Конус Пепла извергался во второй половине 17-го века. Они также предполагают, что дата годичных колец дерева 1666 года, предложенная Финчем (1937) для его "второго" взрывного извержения в Конусе Пепла, возможно, относится ко всей последовательности извержений.

After Finch published his work in 1937, few additional studies were done on volcanic hazards in the Lassen area. However, that changed after the 1980 eruption of Mount St. Helens in Washington. As a result, the USGS began reevaluating the risks posed by other potentially active volcanoes in the Cascade Range, including those in Lassen Volcanic National Park. Since that time, USGS scientists have been working in cooperation with the National Park Service to better understand volcanic hazards in the Lassen area. As part of this work, the history of Cinder Cone has been reexamined. Most of the features of Cinder Cone have changed little since Harkness first described them in the 1870s, but all of the assumptions on which Finch based his conclusions have now been shown to be incorrect. Through new field and laboratory work and by reinterpreting data from previous studies, USGS scientists have shown that the entire eruptive sequence at Cinder Cone represents a single continuous event. Because the orientation of the Earth's magnetic field in northern California during the 1850s is well known and is different from the remnant magnetizations at Cinder Cone, the lava flows there could not have been erupted in 1850 or 1851. Also, there are no discernible differences in the magnetic orientation recorded by any of the Cinder Cone lava flows, and so the flows had to be extruded during an interval of less than 50 years. Although paleomagnetic evidence can be used to rule out the 1850s as the age of Cinder Cone, it does not provide an actual age for its eruption. By measuring levels of carbon 14 in samples of wood from trees killed by the eruption of Cinder Cone, USGS scientists obtained a radiocarbon date for the eruption of between 1630 and 1670. Such a date is also consistent with the remnant magnetization preserved in the lava flows. The series of eruptions that produced the volcanic deposits at Cinder Cone were complex and are by no means completely understood. However, the new studies done by USGS scientists refute the purported accounts of an eruption in the early 1850s and confirm Diller's (1891, 1893) interpretation that Cinder Cone erupted in the latter half of the 17th century. They also suggest that the 1666 tree ring date proposed by Finch (1937) for his "second" explosive eruption at Cinder Cone might actually date the entire eruptive sequence.