Лунный кратер вулканическое поле | |
---|---|
Самая высокая точка | |
Высота | 2255 м (7398 футов) [1] |
Координаты | 38° с.ш. 116° з.д. / 38° с.ш. 116° з.д. / 38; -116 [2] |
География | |
Геология | |
Последнее извержение | 38 100 ± 10 000 лет назад |
Вулканическое поле Лунного кратера — вулканическое поле в округе Най , штат Невада . Оно расположено вдоль хребтов Ревейл и Пэнкейк и состоит из более чем 200 жерл, в основном небольших вулканических конусов с сопутствующими потоками лавы , но также и нескольких мааров , включая один маар под названием Лунный кратер. Некоторые жерла были настолько сильно размыты, что обнажились структуры под вулканами. Сам Лунный кратер использовался в качестве испытательного полигона для марсоходов и как учебный полигон для астронавтов .
Вулканическое поле сформировалось на более старых вулканических породах и кальдерах олигоценового и миоценового возраста , но его собственная активность началась лишь около 6 миллионов лет назад. Причины вулканической активности там не очень хорошо известны. Вулканическое поле произвело различные типы базальтовой магмы, а также трахит ; последнее извержение произошло около 38 000 лет назад, и возобновление активности возможно.
Вулканическое поле названо в честь кратера Лунного [3], самого характерного кратера в вулканическом поле. [1] Местность сухая и пересеченная, поэтому необитаема. [4] Благодаря своей разнообразной геологии и доступности, вулканическое поле Лунного кратера использовалось для испытания прототипов марсоходов [5] и в качестве тренировочной площадки для астронавтов [6] для высадки на Луну . [4] Части вулканического поля лежат в пределах области изучения дикой природы Палисейд Меса , [7] а Лунный кратер классифицируется как Национальная природная достопримечательность , известная как Национальная природная достопримечательность Лунного кратера . [8]
Вулканическое поле Лунный кратер расположено в округе Най [ 9] в центральной части [10] штата Невада [3] . Поле находится почти к северу от Рэйчел [11] , в 62 милях (100 км) к востоку-северо-востоку от Тонопы [12] и в 250 милях (400 км) к северу от Лас-Вегаса [13] . Два шоссе проходят мимо его западной и восточной окраины [14], и как шоссе штата Невада 375 , так и шоссе США 6 проходят через вулканическое поле; [2] вулканическое поле находится примерно на полпути между Тонопой и Эли вдоль шоссе 6 [15] , а через этот район проходят грунтовые дороги. [8] Парковка находится у подножия кратера Easy Chair [4], а еще одна — на краю Лунного кратера [16] .
Вулканическое поле охватывает область длиной 50 миль (80 км) и шириной 12,4–6,2 мили (20–10 км) [3] с поверхностью около 390 квадратных миль (1000 км 2 ). [17] Вулканическое поле Лунного кратера простирается в направлении с северо-северо-востока на юго-юго-запад [14] вдоль хребта Ревейл и хребта Пэнкейк и между долиной Рейлроуд на юго-востоке и долиной Хот-Крик / [2] долиной Биг-Сэнд-Спрингс/долиной Кавич на северо-западе. [18] В пределах поля расположено более 200 жерл [a] , [19] в основном моногенетические вулканы с [3] длиной 0,62–6,21 мили (1–10 км) [22] потоками лавы ( глыбовая лава с неровной поверхностью [23] ) [24] вместе с несколькими куполами лавы , [3] дайками , [25] четырьмя [26] маарами (кратерами, образованными взрывами газа или пара [27] ), шлаковыми конусами , [10] туфовыми кольцами и скоплениями вулканов; [3] конусы достигают высоты 660 футов (200 м) и ширины 3900 футов (1200 м) и часто открыты с одной стороны, в то время как трещинные жерла часто связаны с удлиненными валами. [28] Выходы достигают высоты 1800–2100 метров (6000–7000 футов). [29] Геотермальное поле Хот-Крик находится в пределах 18 километров (11 миль) от вулканического поля Лунный кратер, но, по-видимому, не имеет там источника тепла. [30]
Эрозия привела к топографической инверсии на некоторых вулканах, образуя покрытые лавой столовые горы (холмы с плоскими вершинами [31] ), [32] расширяя и уплощая вулканические конусы [33] и приводя к образованию почв и дренажных сетей, особенно на старых жерлах; [34] кроме того, на некоторых потоках лавы накопились пустынные мостовые и переносимый ветром материал. [10]
5,4 квадратных миль (14 км 2 ) [35] Лунное озеро плайя [b] расположено в северной части вулканического поля; [37] оно лежит на высоте 5740 футов (1750 м) над уровнем моря [35] и собирает воду из местных дренажей, [38] которые лишь изредка содержат воду. [36]
Сам Лунный кратер почти круглый и погружен в базальтовые лавы, подстилающие туфы и два более старых вулканических конуса, включая Лунный конус. Кольцо тефры (кольцо вулканического материала) определяет кратер шириной 3600 футов (1100 м) и глубиной 430 футов (130 м) [14], который является конечной точкой небольшого каньона , который, по-видимому, предшествует образованию Лунного кратера. Аллювиальный конус и плайя заполняют дно кратера [2] , которое является самой низкой точкой в этом вулканическом поле, [4], в то время как его края окружены слоями тефры, включающими пепел, лапилли , шлак и блоки туфа; похоже, что большинство из них представляют собой более старые породы, которые были вырваны из земли и выброшены во время образования Лунного кратера. [39] Шлаковые конусы обнаружены в Лунном кратере; [29] Два источника к востоку и юго-востоку от Лунного кратера известны как Северный Кидни-Бьютт и Южный Кидни-Бьютт. [40]
Чрезвычайно хорошо сохранившийся [17] конус Маркат (также известный как Черная скала [41] [1] ) всего в нескольких километрах к северу от трассы 6 США [42] представляет собой вулканический конус высотой приблизительно 490 футов (150 м) и шириной 1600 на 3000 футов (500 м × 900 м), который образовался над трещиной. Потоки лавы исходят из его западной стороны, достигая длины в несколько километров, и после обхода более старого конуса выходят на дно долины. [43] Потоки имеют фронты потока высотой около 16 футов (5 м); [44] на потоках лавы появляются долины, структуры инфляции и материал, снесенный с конуса, [45] которые классифицируются как лава aa. [46] Во время извержения вулкана Маркат тефра распространилась на северо-восток более чем на 3,1 мили (5 км) и образована лапилли и шлаком; [44] другое месторождение тефры простирается к югу от конуса Маркат. [47] Конус Маркат образует подразделение Маркат, [43] общий объем пород составляет около 0,024 кубических миль (0,1 км 3 ). [48]
Размытый [49] вулкан Кимана (« бабочка » на языке шошонов ) образован потоками лавы и пирокластическими отложениями, которые покрывают площадь в 10 квадратных миль (26 км 2 ) и имеют объем 0,096 кубических миль (0,4 км 3 ). [50] Вулкан Брокен-Кон вместе с несколькими соседними телами, вероятно, образовался на вершине разлома (смещение в земле, образованное тектоническими движениями [51] ) и состоит из пирокластической кучи, в то время как соседние тела являются остатками потоков лавы. [52] Также имеются дайки, и вулкан, возможно, имел ныне исчезнувший шлаковый конус. [53]
Easy Chair — это хребет высотой около 790 футов (240 м) и длиной около 1,6 мили (2,5 км) в бассейне Лунного озера. Хребет образован пирокластикой, размещенной на трещинном жерле и частично погребенной/разрушенной двумя шлаковыми конусами и мааром; конусы, в свою очередь, являются источником поля потока лавы. Общий объем этой структуры составляет около 0,024 кубических миль (0,1 км 3 ), не считая плохо измеренного отложения тефры . [10]
Кратер Беа к юго-востоку от вулкана Маркат [38] является третьим мааром в вулканическом поле [54] и, по-видимому, имеет сложную историю. [55] Он образовался в плотном скоплении более старых жерл в виде двух перекрывающихся кратеров шириной примерно 1440 футов (440 м) и 3440 футов (1050 м) с максимальной глубиной 482 фута (147 м); на дне лежит плайя [38], а к северу от него лежит Северо-восточный конус, который образовался вместе с кратером Беа. [56] Отложения, включающие туфы лапилли и, возможно, более старые вулканические породы, окружают кратер Беа. [57] Так называемый «Средний маар» является четвертым мааром в вулканическом поле. [55]
Dark Peak в Reveille Range — это плиоценовый вулкан, подземная структура которого, дайка (крутое, пластовое внедрение магмы в скалу [58] ), обнажается как тело длиной почти 0,62 мили (1 км), которое также содержит главный канал вулкана. [59] Есть также другие следы даек [60] , которые образовались, когда магма распространялась от жерла, [61] и подавленное лавовое поле к западу от жерла. [62] Эрозия уничтожила большую часть вулкана, обнажив часть подстилающей поверхности. [63]
Внутриплитовые вулканы встречаются во многих местах на западе США , в том числе вдоль Сьерра-Невады , на плато Колорадо , в провинции Бассейна и Хребта и в рифте Рио-Гранде . [64] Вулканическое поле Лунного кратера находится в пределах провинции Бассейна и Хребта [3] вместе с другими вулканическими полями, но в необычно центральном [c] положении. [66] Подъем астеносферной мантии в ответ на тектонический режим Бассейна и Хребта может быть причиной эруптивной активности там, хотя были предложены и другие процессы [17], такие как нисходящий поток мантии и компенсирующий поток в астеносфере; [67] более старый вулканизм в регионе связан с субдукцией плиты Фараллон . [68]
Провинция Бассейна и Хребта имеет сложную геологическую историю [69] и за последние 20 миллионов лет [41] характеризуется экстенсиональной тектоникой (тектонические процессы, включающие расширение коры [70] ) [66], представленной нормальными разломами (разломы, в которых нисходящие блоки движутся в соответствии с гравитацией [51] ). [71] Кора относительно тонкая, [69] 19–21 миля (30–33 км), [ 17] и подкреплена необычно горячей мантией [69] , которая под вулканическим полем Лунного кратера имеет низкую сейсмическую скорость . [72] Тепловой поток коры низкий. [64]
Вулканическое поле Лунного кратера является частью более крупной [14] плиоценовой и плейстоценовой [66] вулканической зоны, которая простирается над районом Крейтер-Флэт [73] на юг в Долину Смерти , Калифорния ; [14] она известна как «базальтовая зона Долины Смерти-Рейндж Пэнкейк». [65] Эта вулканическая зона привлекла внимание из-за своей близости и связи с горой Юкка , где планируется хранилище ядерных отходов , [74] хотя связь между вулканическим полем Лунного кратера и вулканами вблизи горы Юкка является спорной. [75]
Более старая вулканическая активность происходила в этом поле во время олигоцена и миоцена , образуя кальдеры (обычно большие кратеры, образованные взрывом или обрушением вулкана [76] ) [19], такие как комплекс кальдеры Центральной Невады [54] и кальдера Лунного озера, которая лежит под большей частью северного вулканического поля Лунного кратера. [77] Вулканизм произвел игнимбриты , андезитовые лавы и туфы, такие как туф Buckwheat Rim возрастом 24 миллиона лет, в который погружен Лунный кратер; некоторые из этих вулканических пород образуют структурные блоки, такие как блок горы Цитадель [3] и хребет Пэнкейк [72] , а другие коррелируют с игнимбритовыми пластами в других местах Невады. [78] За ранней кальдерообразующей игнимбритовой фазой последовала андезитовая лавовая фаза, [64] а за последние 11 миллионов лет в Бассейне и Хребте произошли базальтовые извержения. [41]
Эти более древние вулканические породы также образуют фундамент (подземную поверхность скалы [79] ) в этом районе, в то время как части региона покрыты аллювием (осадком, который был перенесен водой [80] ); [81] иногда более древние вулканические породы погребены под этим аллювием и отложениями плайи. [10] В свою очередь, палеозойские породы выходят на поверхность на северо-восточной окраине вулканического поля Лунного кратера [26] и подстилают более древние вулканические породы. [64] [54] Наконец, протерозойские кристаллические породы встречаются в земной коре. [17] Геология региона характеризуется преобладанием разделенных разломами блоков с незначительной складчатостью. [78]
Некоторые жерла образуют линии, а положение (не всех) отдельных вулканов, по-видимому, контролируется нормальными разломами [3] , хотя также встречаются изолированные вулканы или скопления [19] , а подъем магмы во многих жерлах был обусловлен общим тектоническим режимом, а не конкретными разломами. [82] Разломы также повлияли на более древний вулканизм [69] , а тот, в свою очередь, на вулканическое поле Лунного кратера. [83] Вулканическая активность похоронила многие разломы в этом районе [69], и существует мало свидетельств продолжающегося разломообразования и деформации. [84]
В жерлах Лунного кратера извергались щелочные базальты ; трахит встречается в двух лавовых куполах [3] , а также сообщалось о базальтах, базаните , тефрите и трахибазальте . [85] В целом, вулканические породы определяют базальтовую свиту океанического острова , которая возникла в астеносфере. [26] Породы содержат фенокристаллы . [d] включения и конкреции. [e] Изменения сформировали хлорит , эпидот и серицит . [88] В северной части вулканического поля лавы имеют порфировый (с текстурой, характеризующейся видимыми кристаллами [89] ) вид. [17]
Магма, по-видимому, происходит из неоднородной мантии и скапливается и кристаллизуется под и внутри коры [90], но не задерживаясь в долгоживущих магматических камерах , [91] прежде чем быстро подняться на поверхность. [92] Каждый вулкан снабжался одной порцией магмы. [26]
Климат континентальный [29] и засушливый [ 44 ] с годовым количеством осадков около 4,7 дюймов (12 см). Средние температуры составляют около 54 °F (12 °C), с максимумами и минимумами 90 °F (32 °C) и 18 °F (−8 °C) соответственно. [12] Растительность скудная [44] и в основном состоит из полынной степи с кустарниками, такими как калифорнийский лебедь и солянка с травой, такой как индийская рисовая трава под ней. [4] [12] Лунный кратер также является типичным местом обитания «Лунного кратера гречихи Хауэлла», Johanneshowellia crateriorum . [93]
Вулканическое поле было активным в миоцене [19] /плиоцене и плейстоцене, [3] причем самые старые извержения датируются примерно 6 миллионами лет назад. [19] Вулканизм происходил в четыре этапа, [94] с пиком активности каждые 1-2 миллиона лет. [95] Южные вулканы на хребте Ревейл [19] и в долине Кавич [72] являются более старыми, в то время как более поздние извержения происходили дальше на север на хребте Пэнкейк, хотя в любой данный момент времени поле было активным на большой площади. Вследствие длительной продолжительности вулканизма различные вулканические центры были эродированы в разной степени [19], в то время как вулканизм перемещался на север [96] со скоростью около 0,39 дюйма в год (1 см/год). [97] Сообщается, что средняя скорость потока магмы в вулканическом поле Лунного кратера составляет 4,1 × 10−6 кубических миль в год (0,000017 км 3 /год) [ 98 ] с тенденцией к уменьшению с течением времени [95] и изменениями в составе. [17]
Многие извержения в вулканическом поле Лунного кратера были датированы; помимо радиометрического датирования [99], различия в степени выветривания и эрозии также использовались для определения относительного возраста вулканических единиц [78], поскольку более старые жерла часто разрушаются и погребаются под почвой: [100]
Собственный возраст Лунного кратера неизвестен, [3] тефра, потенциально связанная с ним, могла быть размещена 600 000 ± 30 000 - 224 000 ± 43 000 лет назад. Однако скудные следы эрозии указывают на позднеплейстоценовый возраст, [14] с более поздней оценкой возраста 190 000 - 72 000 лет назад. [20] Кратер Беа также не датирован напрямую, но может иметь возраст 300 000 - 100 000 лет. [38]
Размещение отдельных жерл часто начиналось с эксплозивных извержений , которые формировали холмы, прежде чем эффузивные извержения (извержения, характеризующиеся образованием потоков лавы [101] ) генерировали потоки лавы. [102] Вулканические извержения имели характеристики гавайских или стромболианских извержений , с маарами и туфовыми кольцами, образующимися там, где восходящая магма взаимодействовала с грунтовыми водами [19] и вулканическими конусами, где выбросы из жерла накапливались и образовывали конус. [103] В некоторых местах несколько извержений происходили в течение промежутков времени более миллиона лет и приводили к образованию близко расположенных жерл. [3] Потоки лавы производились со скоростью около 35–3531 кубических футов в секунду (1–100 м 3 /с) [22] , а в Кимане и Брокен-Коне, вероятно, происходили через боковые жерла. [104] Извержение вулкана Маркат могло длиться до 20 дней; [105] оно, вероятно, произошло во время юго-западного ветра и образовало колонну извержения высотой 3,7–5,0 миль (6–8 км) . [106]
Последнее извержение произошло 38 000 ± 10 000 лет назад [3] и образовало подразделение Маркат (или Черная скала) [f] . [66] Тефра из вулканического поля смешана с осадками возрастом менее 18 000 - 9 500 лет [108] , а поток лавы Черная скала когда-то считался раннеголоценовым , но теперь считается плейстоценовым. [1] В свете недавней активности [17] возможны будущие извержения, и, таким образом, вулканическое поле можно считать активным. [19] Извержения, образующие конусы шлака, могут быть опасны из-за выброса баллистических блоков, генерации на потоках лавы и тефре, которые могут нарушить воздушное движение , даже несмотря на то, что такие извержения обычно имеют небольшой объем. [109]