Sopky

Maarové a phreatické erupcie



Maar je sopečný kráter, ktorý sa vytvára, keď sa magma dostane do styku s podzemnou vodou, aby spôsobila výbuch pary.

Ukinrek Maar: Pohľady na kráter Maar na východe Ukinrek, ktorý sa vytvoril v apríli 1977 počas 10-dňovej erupcie. Táto erupcia poskytla výskumným pracovníkom zriedkavú a najnovšiu príležitosť pozorovať tvorbu maaru sopečnou činnosťou. (A) Zvislý pohľad na kráter, ktorý je široký asi 300 metrov. Neviditeľné je 49 metrov vysoká lávová kupola v krátere, ktorá je teraz pokrytá vodou. Krajina obklopujúca kráter je pokrytá tephra v tejto fotografii z júla 1990 od Fish and Wildlife Service. Zväčšiť. (B) Fotografie phreatomagmatickej erupcie a oblaku urobeného počas erupcie v apríli 1977. Obrázok z geologického prieskumu Spojených štátov. Zväčšiť. (C) Pohľad na juhovýchodnú kráterovú stenu ukazujúcu stratifikované vklady tephra vzniknuté počas erupcie v roku 1977. Približne 15 metrov tephry leží na tenkej vrstve ľadovca, kým sa nezakryjú vklady toku popola, ktoré vznikli pri skoršej erupcii v Ugashiku Caldera. Obrázok z geologického prieskumu Spojených štátov. Zväčšiť. 1

Maarov diagram: Prierez maarom ukazuje diatrémiu vyťaženú phreatomagmatickými explóziami, tufový krúžok v tepre, ktorý obklopuje kráter, a ako hladina vody spôsobila, že sa v krátere vytvorila jazero.

Mnoho z výbušných výbuchov Kilauea spred roku 1924, ktoré viedli k výrazným usadeninám popola, sa pravdepodobne stalo, keď kráter sopky bol tak hlboký, že jeho podlaha bola pod hladinou vody a umožnila prenikaniu podzemnej vody do jazera. Vždy, keď sa do jazernej vody prepukla magma, došlo k prudkým výbuchom pary a sopečných plynov, čo viedlo k fragmentácii magmy na malé častice popola a vytlačenie rýchlo sa pohybujúcich, mimoriadne horúcich popolčekových oblakov pary (pyroklastické vlny) z kráteru. Obrázok a titulok od USGS.

Čo je to Maar?

Maar je plytký sopečný kráter so strmými stranami, ktorý je obklopený usadeninami tephry. Vklady tephra sú najsilnejšie pri krátere a zmenšujú sa so vzdialenosťou od krátera.

Maar je tvorený jednou alebo viacerými podzemnými explóziami, ku ktorým dochádza, keď horúca magma príde do kontaktu s plytkou podzemnou vodou, aby spôsobila prudký výbuch pary. Tieto výbuchy rozdrvia nadložné horniny a vypustia ich do vzduchu spolu s parou, vodou, popolom a magmatickým materiálom. Materiály obyčajne cestujú priamo do vzduchu a spadajú späť na Zem, aby vytvorili vklady tephra, ktoré obklopujú kráter. Ak sa tephra rozplynie, stane sa vyvrhnutou horninou známou ako tuf.

Tuff: Ak sa tephra obklopujúca maar zcitlí, stane sa z nej skála známa ako „tuf“. Tuff sa skladá z úlomkov hornín a veľkých kúskov tephra v matrici sopečného popola. Obrázok Roll-Stone z Wikimedia.

Kráterové poschodie maaru je zvyčajne pod pôvodným povrchom zeme. Po erupcii prítok podzemnej vody často zmení kráter na plytké jazero.

Väčšina maárov má priemer niekoľko sto až tisíc metrov a hĺbku menej ako sto metrov. Najväčšie maáre na svete sú Espenberg Maars na Aljašskom polostrove Seward. Tieto maáre majú hĺbku až 8 000 metrov a hĺbku až 300 metrov. Boli tvorené počas pleistocénu, keď stúpajúca čadičová magma narazila na zamrznutý permafrost. Predpokladá sa, že pomalá, ale nepretržitá dodávka vody z permafrostu prispela k obrovskej veľkosti týchto már. 2

Ako časté sú Maars?

Maary sú početnejšie, ako si väčšina ľudí uvedomuje. Po škvárových šištičkách sú maary druhou najbežnejšou sopečnou formou. 3 Ak prehľadáte databázu programu globálneho vulkanizmu inštitúcie Smithsonian Institution, budete môcť nájsť stovky maarov. 4

Maáre sú nedostatočne zastúpené ako sopečné krajinné prvky, pretože sú malé a nemajú skalný vertikálny vývoj, vďaka ktorému by boli odolné voči poveternostným vplyvom a erózii. Pretože sú to relatívne malé plytké depresie, dajú sa ľahko naplniť sedimentom a neuznať ako sopečné rysy.

Maars blízko Duan, Nemecko: Prvé maáre, ktoré sa majú opísať, sa nachádzajú neďaleko mesta Daun v Nemecku, ako je znázornené na tejto leteckej fotografii Martina Schildgena. Obrázok použitý na základe licencie Creative Commons License. Zväčšiť.

Phreatic Eruptions

Výbuchy, ktoré tvoria maar, sa nazývajú explozívne výbuchy. Čiastočne sú poháňané obrovskou a okamžitou zmenou objemu, ku ktorej dochádza, keď voda steká do pary.

Pri náhlom zahriatí sa jeden kubický meter vody premení na 1600 metrov kubických pary. Ak k tomu dôjde pod zemským povrchom, výsledkom môže byť vertikálna erupcia pary, vody, popola, sopečných bômb a zvyškov hornín. Sopečné kužele produkované týmito erupciami sú zväčša tvorené ejekciou a zvyčajne majú veľmi nízku reliéf - iba niekoľko desiatok metrov.

Kráter Elegante: Krajinný obraz krátera Elegante, Sonora, Mexiko. Tento maar vznikol pri erupcii vyvrhnutej čadičovým podložím v oblasti, kde hladina vody nie je dostatočne vysoká na to, aby zaplavila kráter. Kráter Elegante je najväčší z desiatich maárov v oblasti sopky Pinacate. Zväčšiť.

Freatomagmatické erupcie

Niektoré magmy obsahujú obrovské množstvo rozpusteného plynu - niekedy až niekoľko percent hmotnosti plynu. Tento plyn je pod veľmi vysokým obmedzujúcim tlakom, pretože magma je pod zemským povrchom. Počas formovania maaru sa hornina nad magmatickou komorou zvyčajne odpáli. To náhle znižuje obmedzujúci tlak na magmu a jej rozpustený plyn. Náhle zníženie tlaku umožňuje okamžitú a prudkú expanziu rozpusteného plynu. Magma potom odplyní ako plechovka pretrepaného piva, keď je vytiahnutá príchytka. Keď odplyňovanie magmy zvyšuje výbušnú silu, erupcia je známa ako „phreatomagmatická“.

Nie všetky phreakové a phreatomagmatické erupcie sa vyskytujú pri interakcii horúcej magmy s podzemnou vodou. Medzi ďalšie vodné zdroje patria jazerá, potoky, oceán alebo topiaci sa permafrost.

Maar Informácie
1 Sopky Aljašského polostrova a Aleutských ostrovov: Zbierka fotografií s popismi Geologického prieskumu Spojených štátov, naposledy dostupná v januári 2017.
2 najväčšie známe maáre na Zemi, polostrov Seward, severozápadná Aljaška: J.E. Beget, D.M. Hopkins a S.D. Charron; Arctic, zväzok 49, číslo 1, strany 62-69, 1996.
3 Sopečné pole Hopi Buttes: Mallory Zelawski, článok na webovej stránke geologického prieskumu v Arizone, naposledy prístupný v januári 2017.
4 sopky sveta: Databáza online spravovaná programom globálneho vulkanizmu inštitúcie Smithsonian, naposledy sprístupnená v januári 2017.

Viacnásobné výbuchy

Maary sú zvyčajne tvorené niekoľkými výbuchmi. Spočiatku môžu nastať simultánne výbuchy vo viacerých hĺbkach. Po počiatočných explóziách sa spodná voda z okolitých pozemkov začne stekať smerom k kráteru a poháňa ďalšie výbuchy. Pokračujú až do vyčerpania zásob miestnej podzemnej vody alebo do vyčerpania alebo ochladenia zdroja magmy. Erupcia na východnom malom kráteri Ukinrek v roku 1977, ktorá je znázornená na fotografiách v hornej časti tejto stránky, spočívala v sérii výbuchov, ktoré pretrvávali po dobu desiatich dní.

Najväčší známy Maar

Najväčší známy maar na Zemi je Devil Mountain Maar Lake, ktoré sa nachádza v severnej časti Sewardského polostrova na Aljaške. Vyrábala sa hydromagmatická erupcia, ku ktorej došlo asi pred 17 500 rokmi. Výbuch sa šíril tephra na ploche asi 2 500 štvorcových kilometrov. Tephra je niekoľko desiatok metrov hrubá pri maare a klesá so vzdialenosťou od maaru. 2

Autor: Hobart M. King, Ph.D.