Кальдера

Кальде́ра (от исп. caldera — котёл^[1]) — обширная циркообразная котловина вулканического происхождения, часто с крутыми стенками и более или менее ровным дном. Такое понижение рельефа образуется на вулкане после обрушения стенок кратера или в результате его катастрофического извержения.

От кратера кальдера отличается особенностями формирования и бо́льшими размерами^[2]. Кальдеры достигают 10—20 км в поперечнике и нескольких сотен метров в глубину^[3]. Часто к кальдерам приурочены фумаролы и грифоны.

Крупнейшая кальдера площадью около 1,8 тысячи квадратных километров расположена у супервулкана Тоба в Индонезии на острове Суматра^[4].

Иногда встречаются кальдеры невулканического происхождения, происхождение которых связано с магматическими процессами в приповерхностных условиях или расширением существующих кратеров в результате эрозии^[5].

История исследования

В 1941 году американский геолог Хоуэлл Вильямс доказал, что кальдера — это последствие не исполинского взрыва, а опускания блока горных пород, перекрывающего огромный магматический очаг, опустошённый многочисленными взрывами.

Классификации кальдер

По генетической классификации, как и кратеры, кальдеры подразделяются на два типа^[3]:

Кальдеры взрыва (или взрывные кальдеры) — небольшие кальдеры, образующиеся при мощнейших взрывах при извержении. Примеры: кальдеры вулкана Бандайсан и озеро Ротомахана на вулкане Таравера.
Кальдеры обрушения (или гравитационные) — этот тип более распространён, он возникает при оседании по разломам, окаймляющим очаг, а также в теле вулкана^[1]. При массивном извержении и связанном с этим частичным опустошением магматической камеры происходит крупное обрушение вулканической постройки с частью подстилающего вулкан фундамента по кольцевым разломам или только вершины щитового вулкана. Примеры: кальдеры вулканов Узон, Мауна-Лоа и Килауэа.

Для классификации кальдер также используется петрогенетическая классификация.

Модель образования кальдеры

Возрождённые кальдеры

Вулканическая активность зачастую может продолжаться и после обрушения кальдеры, приводя к постепенному её заполнению более поздними вулканическими породами. Возобновление активности может сопровождаться возникновением сводообразных поднятий днища кальдеры, иногда до километра и более. Смит и Бейли предложили называть их возрождёнными кальдерами типа Валлис.^[6]

В ходе такого поднятия породы дна кальдеры испытывают растяжение и растрескивание, образование грабенов и кольцевых разломов, вдоль которых могут локализоваться центры более поздних извержений. Примером служит кальдера Валлис в горах Джемец, США, Тимбер-Маунтин в Неваде и другие. Одной из наиболее крупных считается кальдера Айленд-Парк размерами 80×65 км.

Невулканические кальдеры

Эту разновидность кальдер выделяли ещё с самого начала их изучения. Х. Рекк выделил группу интрузивных кальдер, образующихся при глубинных перемещениях магмы, а Х. Уильямс выделил группу смешанных кальдер обрушения, образующихся в результате изменений в размерах и форме интрузивного тела^[7]

Также выделяются эрозионные кальдеры, в виде обширного цирка, открытого на один из склонов вулкана. Образуется в результате расширения вулканического кратера эрозионными процессами — выветриванием и экзарацией ледников. Именно такую природу имеет кальдера Козельской сопки^[8].

Внеземные кальдеры

С начала 1960-х годов стало известно о вулканической деятельности на других планетах Солнечной системы и их спутниках. Благодаря исследованиям беспилотных и пилотируемых космических кораблей был обнаружен вулканизм на Луне, Марсе, Венере и спутнике Юпитера Ио. Но ни на одном из этих небесных тел нет тектоники плит, на которую приходится около 60 % вулканической активности Земли (остальные 40 % приходятся на вулканизм горячих точек)^[9]. Структура кальдер одинакова на всех этих небесных телах, хотя размеры значительно варьируются. Так, средний диаметр кальдеры на Венере составляет 68 км, средний диаметр кальдеры на Ио близок к 40 км; вулканический регион на Ио — патеры Тваштара — вероятно, самая большая кальдера с диаметром 290 км. Средний диаметр кальдеры на Марсе составляет 48 км, что меньше, чем на Венере. Земные кальдеры являются самыми маленькими в Солнечной системе, их размеры колеблются в пределах от 1,6 до 80 км как максимум^[10].

Известные кальдеры

Африка

Мененгаи — Кения
Нгоронгоро — Танзания
Фогу — Кабо-Верде
Элгон — Уганда / Кения
Эртале — Эфиопия
Мафате^[англ.], Салази, Энклос-Фок^[англ.], Силао^[англ.] — кальдеры на острове Реюньон

Азия

Индонезия

Россия

Филиппины

Япония

Другие страны

Халласан — Южная Корея

Северная Америка

Канада

Сильвертроун^[англ.] (Британская Колумбия)
Эдзиза (Британская Колумбия)
Озёрный вулканический комплекс Беннетт^[англ.] (Британская Колумбия / Юкон)
Маунт-Плезант^[англ.] (Нью-Брансуик)
Старджеон^[англ.] (Северо-Западное Онтарио)
Горный вулканический комплекс Скукум^[англ.] (Юкон)
Комплекс Блэйк-Ривер^[англ.] в Онтарио / Квебеке, в том числе:

США

Кальдера вулкана Маунт Аниакчак на Аляске

Кальдера вулкана Килауэа на острове Гавайи

Южная и Латинская Америки

Сальвадор

Чили

Эквадор

Килотоа
Пулулахуа^[англ.]
Куикоча (озеро)
Фернандина (остров в Галапагосском архипелаге)

Другие страны

Европа

Затопленная кальдера вулкана Санторин в Эгейском море

Кальдера Табуриенте на острове Пальма

Греция

Тира (остров)
Нисирос (остров)

Исландия

Испания, Канарские острова

Пальма (остров)
Тейде

Италия

Флегрейские поля (местность)
Браччано (озеро)

Шотландия

Арднамурхан (местность)
Гленко (Глен-Коэ, горная долина)

Другие страны

Лахер-Зе (озеро) — Германия

Океания

Твид — Австралия
Роторуа — Новая Зеландия
Таупо — Новая Зеландия
Килауэа — США
Мауна-Лоа — США

Папуа — Новая Гвинея

Антарктида

Десепшен — остров
Сидли — самый высокий вулкан континента

Другие планеты

Олимп — потухший вулкан на Марсе
гора Маат — потухший вулкан на Венере

См. также

Примечания

↑ ¹ ² Кальдера // Горная энциклопедия. Т. 2. М.: Изд-во Сов. энциклопедия, 1986. С. 506.
↑ О различии кратеров, кальдер и вулкано-тектонических депрессий
↑ ¹ ² Кальдера // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
↑ Катастрофы в природе: вулканы - Батыр Каррыев - Ridero (неопр.). ridero.ru. Дата обращения: 8 декабря 2016. Архивировано 14 августа 2019 года.
↑ P.W. LIPMAN The Roots of Ash Flow Calderas in Western North America: Windows Into the Tops of Granitic Batholiths //J. OF GEOPHYS. RES., VOL. 89, NO. BIO, PAGES 8801-8841, SEPTEMBER 30, 1984) Корни кальдер пепловых потоков на западе Северной Америки: Окна к кровле Гранитных батолитов. Перевод Белоусова В. И. (неопр.) Дата обращения: 5 октября 2014. Архивировано 6 октября 2014 года.
↑ Макдоналд Г. Вулканы. М., «Мир», 1975, 431с
↑ Кальдеры, сформированные без участия вулканизма (недоступная ссылка)
↑ Эрозионная кальдера Архивная копия от 21 февраля 2014 на Wayback Machine в энциклопедии sci-lib.com
↑ Parfitt, L.; Wilson, L. Volcanism on Other Planets // Fundamentals of Physical Volcanology (неопр.). — Malden, MA: Blackwell Publishing, 2008. — С. 190—212. — ISBN 978-0-632-05443-5.
↑ Gudmundsson, A. (2008) Magma chamber geometry, fluid transport, local stresses and rock behaviour during collapse caldera formation in Gottsmann, J. and Marti, J. (editors) (2008) Caldera Volcanism: Analysis, Modelling and Response, Amsterdam, Elsevier. p. 319, citing Lipman, P. (2000).
↑ Mangosing, Frances. Filipina scientist discovers ‘world’s largest caldera’ in Philippine Rise (неопр.). Inquirer.net (21 октября 2019). Дата обращения: 21 октября 2019. Архивировано из оригинала 10 декабря 2019 года.
↑ Filipina scientist discovers world's largest caldera on Benham Rise (неопр.). ABS-CBN News (21 октября 2019). Дата обращения: 21 октября 2019. Архивировано 31 января 2021 года.

Литература

Карпов Г. А. В кальдере вулкана / АН СССР. — М.: Наука, 1980. — 96 с. — (Человек и окружающая среда). — 50 000 экз. (обл.)
Каррыев Б. С. Катастрофы в природе: Вулканы. RIDERO. Издательские решения. 2016. 224 с.

Ссылки

Кальдера // Геологический словарь в 2-х томах, М, 1978.
Статья в ГеоВики
Статья (англ.) на сайте USGS.

[autogenerated1-1] ¹ ² Кальдера // Горная энциклопедия. Т. 2. М.: Изд-во Сов. энциклопедия, 1986. С. 506.

[razlichiya-2] О различии кратеров, кальдер и вулкано-тектонических депрессий

[BSE-3] ¹ ² Кальдера // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.

[:0-4] Катастрофы в природе: вулканы - Батыр Каррыев - Ridero (неопр.). ridero.ru. Дата обращения: 8 декабря 2016. Архивировано 14 августа 2019 года.

[5] P.W. LIPMAN The Roots of Ash Flow Calderas in Western North America: Windows Into the Tops of Granitic Batholiths //J. OF GEOPHYS. RES., VOL. 89, NO. BIO, PAGES 8801-8841, SEPTEMBER 30, 1984) Корни кальдер пепловых потоков на западе Северной Америки: Окна к кровле Гранитных батолитов. Перевод Белоусова В. И. (неопр.) Дата обращения: 5 октября 2014. Архивировано 6 октября 2014 года.

[6] Макдоналд Г. Вулканы. М., «Мир», 1975, 431с

[7] Кальдеры, сформированные без участия вулканизма (недоступная ссылка)

[8] Эрозионная кальдера Архивная копия от 21 февраля 2014 на Wayback Machine в энциклопедии sci-lib.com

[Wilson-9] Parfitt, L.; Wilson, L. Volcanism on Other Planets // Fundamentals of Physical Volcanology (неопр.). — Malden, MA: Blackwell Publishing, 2008. — С. 190—212. — ISBN 978-0-632-05443-5.

[10] Gudmundsson, A. (2008) Magma chamber geometry, fluid transport, local stresses and rock behaviour during collapse caldera formation in Gottsmann, J. and Marti, J. (editors) (2008) Caldera Volcanism: Analysis, Modelling and Response, Amsterdam, Elsevier. p. 319, citing Lipman, P. (2000).

[11] Mangosing, Frances. Filipina scientist discovers ‘world’s largest caldera’ in Philippine Rise (неопр.). Inquirer.net (21 октября 2019). Дата обращения: 21 октября 2019. Архивировано из оригинала 10 декабря 2019 года.

[12] Filipina scientist discovers world's largest caldera on Benham Rise (неопр.). ABS-CBN News (21 октября 2019). Дата обращения: 21 октября 2019. Архивировано 31 января 2021 года.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]