Идентификация горизонтов тефры в леднике на вершине Вулкана Ушковский (Камчатка)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Для определения источников тефры в ледовом керне, полученном в 2022 г. при бурении ледника в кратере вулкана Ушковский на Камчатке, использован анализ химического состава вулканического стекла в пепловых частицах. Сравнение полученных данных с опубликованными данными по составу стёкол тефры современных извержений вулканов Камчатки позволило определить принадлежность каждого горизонта тефры к конкретному вулкану-источнику.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. В. Горбач

Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН; Институт географии РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: n_gorbach@mail.ru
Россия, Петропавловск-Камчатский; Москва

Т. М. Философова

Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН

Email: n_gorbach@mail.ru
Россия, Петропавловск-Камчатский

В. Н. Михаленко

Институт географии РАН

Email: n_gorbach@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Влодавец В. И., Пийп Б. И. Каталог действующих вулканов Камчатки // Бюллетень вулканологических станций. М.: АН СССР, 1957. № 25. С. 5–95.
  2. Гирина О. А., Лупян Е. А., Сорокин А. А., Мельников Д. В., Романова И. М., Кашницкий А. В., Уваров И. А., Мальковский С. И., Королев С. П., Маневич А. Г., Крамарева Л. С. Комплексный мониторинг эксплозивных извержений вулканов Камчатки / Отв. ред. О. А. Гирина. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2018. 192 с.
  3. Гирина О. А., Маневич А. Г., Мельников Д. В., Нуждаев А. А., Демянчук Ю. В. Активность вулканов Камчатки в 2013 г. // Вулканизм и связанные с ним процессы. Материалы региональной конференции, посвящ. Дню вулканолога, 27–28 марта 2014 г. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2014. С. 38–45.
  4. Гирина О. А., Горбач Н. В., Давыдова В. О., Мельников Д. В., Маневич Т. М., Маневич А. Г., Демянчук Ю. В. Эксплозивное извержение вулкана Безымянный 15 марта 2019 г. и его продукты // Вулканология и сейсмология. 2020. № 6. С. 50–66. https://doi.org/10.31857/S0203030620060139
  5. Гирина О. А., Мельников Д. В., Маневич А. Г. Нуждаев А. А., Романова И. М., Лупян Е. А., Кашницкий А. В., Сорокин А. А., Крамарева Л. С. Эксплозивное извержение вулкана Безымянный 21 октября 2020 г. // Вулканизм и связанные с ним процессы. Материалы XXIV ежегодной науч. конф., посвящ. Дню вулканолога, 29–30 марта 2021 г. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2021. С. 29–31.
  6. Горбач Н. В., Портнягин М. В., Философова Т. М. Динамика роста экструзивного купола и вариации химического и минералогического составов андезитов вулкана Молодой Шивелуч в 2001–2013 гг. // Вулканология и сейсмология. 2016. № 6. С. 37–61. https://doi.org/10.7868/S0203030616060031
  7. Горбач Н. В., Плечова А. А., Маневич Т. М., Портнягин М. В., Философова Т. М., Самойленко С. Б. Состав вулканических пеплов и динамика извержения вулкана Жупановский в 2013–2016 гг. // Вулканология и сейсмология. 2018. № 3. С. 3–20. https://doi.org/10.7868/S020303061803001X
  8. Горбач Н. В., Философова Т. М., Мельников Д. В., Маневич Т. М. Состав вулканических стёкол в продуктах вершинного извержения и побочного прорыва им. Г. С. Горшкова на вулкане Ключевской в 2020–2021 гг.: сравнительный анализ и интерпретация // Вулканология и сейсмология. 2022. № 2. С. 28–37. https://doi.org/10.31857/S0203030622010035
  9. Гущенко И. И. Извержения вулканов мира. Каталог / Отв. ред. К. Н. Рудич. М.: Наука, 1979. 476 с.
  10. Малик Н. А., Максимов А. П., Ананьев В. В. Извержение вулкана Кизимен в 2010–2012 гг. и его продукты // Материалы региональной конф. “Вулканизм и связанные с ним процессы”, посвящ. Дню вулканолога, 29–30 марта 2012 г. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2012. С. 64–70.
  11. Маневич А. Г., Гирина О. А., Мельников Д. В., Нуждаев А. А., Демянчук Ю. В., Котенко Т. А. Активность вулканов Камчатки и Курил в 2018 г. // Вулканизм и связанные с ним процессы. Материалы XXII Всеросс. науч. конф., посвящ. Дню вулканолога, 28–29 марта 2019 г. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2019. С. 28–31.
  12. Мельников Д. В., Двигало В. Н., Мелекесцев И. В. Извержение 2010–2011 гг. камчатского вулкана Кизимен: динамика эруптивной активности и геолого-геоморфологический эффект (на основе данных дистанционного зондирования) // Вест. КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле. 2011. № 2. С. 87–101.
  13. Муравьев Я. Д., Овсянников А. А., Шираива Т. Деятельность вулканов Северной группы по данным бурения в кратерном леднике (Вулкан Ушковский, Камчатка) // Вулканология и сейсмология. 2007. № 1. С. 47–57.
  14. Озеров А. Ю., Гирина О. А., Жаринов Н. А., Белоусов А. Б., Демянчук Ю. В. Извержения вулканов Северной группы Камчатки в начале XXІ века // Вулканология и сейсмология. 2020. № 1. С. 3–19. https://doi.org/10.31857/S0203030620010058
  15. Озеров А. Ю. Ключевской вулкан: вещество, динамика, модель. М.: ГЕОС, 2019. 306 c.
  16. Пономарева В. В., Портнягин М. В., Мельников Д. В. Состав тефры современных (2009–2011 гг.) извержений вулканов Камчатки и Курильских островов // Вест. КРАУНЦ. Науки о Земле. 2012. № 2. Вып. № 49. С. 5–9.
  17. Abbot P. M., Davies S. M. Volcanism and the Greenland ice-cores: the tephra record // Earth-Science Reviews. 2012. V. 115. № 3. P. 1730191. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2012.09.001
  18. Auer A., Belousov A., Belousova M. Deposits, petrology and mechanism of the 2010–2013 eruption of Kizimen volcano in Kamchatka, Russia // Bulletin of Volcanology. 2018. V. 80. № 33. https://doi.org/10.1007/s00445–018–1199-z
  19. Cole-Dai J., Mosley-Thompson E., Wight S. P., Thompson L. G. A 4100-year record of explosive volcanism from an East Antarctica ice core // Journ. of Geophys. Research. 2000. V. 105. P. 24431–24441. https://doi.org/10.1029/2000JD900254
  20. Cook E., Portnyagin M., Ponomareva V., Bazanova L., Anders S., Garbe-Schönberg D. First identification of cryptotephra from the Kamchatka Peninsula in a Greenland ice core: Implications of a widespread marker deposit that links Greenland to the Pacific northwest // Quaternary Science Reviews. 2018. V. 181. P. 200–206. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2017.11.036
  21. Cook E., Abbott P. M., Pearce N. Mojtabavi S., Svensson A., Bourne A. J., Rasmussen S. O., Seierstad I. K., Vinther Bo.M., Harrison J., Street E., Steffensen J. P., Wilhelms F., Davies S. M. Volcanism and the Greenland ice cores: A new tephrochronological framework for the last glacial-interglacial transition (LGIT) based on cryptotephra deposits in three ice cores // Quaternary Science Reviews. 2022. V. 292. P. 107596. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2022.107596
  22. Davydova V. O., Shcherbakov V. D., Plechov P. Y., Koulakov I. Y. Petrological evidence of rapid evolution of the magma plumbing system of Bezymianny volcano in Kamchatka before the December 20th, 2017 eruption // Journ. of Volcanology and Geothermal Research. 2022. V. 421. P. 107422. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2021.107422
  23. Fiacco Jr., Thordarson R. J. T., Germani M. S., Self S., Palais J. M., Whitlow S, Grootes P. M. Atmospheric aerosol loading and transport due to the 1783–84 Laki eruption in Iceland, interpreted from ash particles and acidity in the GISP2 ice core // Quaternary Research. 1994. V. 42 (3). P. 231–240.
  24. Girina O. A. Chronology of Bezymianny Volcano activity, 1956–2010 // Journ. of Volcanology and Geothermal Research. 2013. V. 263. P. 22–41. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2013.05.002
  25. Gorbach N. V., Philosofova T.M, Portnyagin M. V. Amphibole record of 1964 plinian and following dome-forming eruptions of Shiveluch volcano, Kamchatka // Journ. of Volcanology and Geothermal Research. 2020. V. 407. P. 107108. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2020.107108
  26. Jarosewich E., Nelen J. A., Norberg J. A. Reference Samples for Electron Microprobe Analysis // Geostand. Newsletters. 1980. V. 4. P. 43–47.
  27. Jochum K. P., Stoll B., Herwig K., Willbold M., Hofmann A. W., Amini M., Aarburg S., Abouchami W., Hellebrand E., Mocek B., Raczek I., Stracke A., Alard O., Bouman C., Becker S., Dücking M., Brätz H., Klemd R., de Bruin D., Canil D., Cornell D., de Hoog C.-J., Dalpé C., Danyushevsky L., Eisenhauer A., Gao Y., Snow J. E., Groschopf N., Günther D., Latkoczy Ch., Guillong M., Hauri E. H., Höfer H. E., Lahaye Y., Horz K., Jacob D. E., Kasemann S. A., Kent A. J.R., Ludwig T., Zack T., Mason P. R.D., Meixner A., Rosner M., Misawa K., Nash B. P., Pfänder J., Premo W. R., Sun W. D., Tiepolo M., Vannucci R., Vennemann T., Wayne D., Woodhead J. D. MPI-DING reference glasses for in situ microanalysis. New reference values for element concentrations and isotope ratios // Geochem Geophys Geosystem. 2006. V. 7. № 2. P. Q02008. https://doi.org/10.1029/2005GC001060
  28. Jochum K. P., Willbold M., Raczek I., Stoll B., Herwig K. Chemical characterisation of the USGS reference glasses GSA-1G, GSC-1G, GSD-1G, GSE-1G, BCR-2G, BHVO-2G and BIR-1G using EPMA, ID-TIMS, ID-ICPMS and LA-ICPMS // Geostandards and Geoanalytical Research. 2005. V. 29. № 3. P. 285–302. https://doi.org/10.1111/j.1751-908X.2005.tb00901.x
  29. Kuehn S. C., Froese D. G., Shane P. A. The INTAV intercomparison of electron-beam microanalysis of glass by tephrochronology laboratories: results and recommendations // Quaternary International. 2011. V. 246. № 1–2. P. 19–47. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2011.08.022
  30. Lane C. S., Brauer A., Blockley S. P. E., Dulskim P. Volcanic ash reveals time-transgressive climate change during the Younger Dryas // Geology. 2013. V. 41. № 12. P. 1251–1254. https://doi.org/10.1130/G34867.1
  31. Le Bas M. J., Le Maitre R. W., Streckeisen A., Zanettin B. A chemical classification of volcanic rocks based on the total alkali-silica diagram // Journ. of Petrology. 1986. V. 27. P. 745–750. https://doi.org/10.1093/petrology/27.3.745
  32. Lin J., Svensson A., Hvidberg C. S., Lohmann J., Kristiansen S., Dahl-Jensen D., Steffensen J. P., Rasmussen S. O., Cook E., Kjær H. A., Vinther B. M. Magnitude, frequency and climate forcing of global volcanism during the last glacial period as seen in Greenland and Antarctic ice cores (60–9 ka) // Climate of the Past. 2022. V. 18. № 3. P. 485–506.
  33. Lowe D. J., Pearce N. J., Jorgensen M. A., Kuehn S. C., Tryon C. A., Hayward C. L. Correlating tephras and cryptotephras using glass compositional analyses and numerical and statistical methods: review and evaluation // Quaternary Science Reviews. 2017. V. 175. P. 1–44.
  34. Lowe J., Barton N., Blockley S., Ramsey Ch.B., Cullen V. L., Davies W., Gamble C., Grant K., Hardiman M., Housley R., Lane Ch.S., Lee Sh., Lewis M., MacLeod A., Menzies M., Müller W., Pollard M., Price C., Roberts A. P., Rohling E. J., Satow C., Smith V. C., Stringer C. B., Tomlinson E. L., White D., Albert P., Arienzo I., Barker G., Borić D., Carandente A., Civetta L., Ferrier C., Guadelli J.-L., Karkanas P., Koumouzelis M., Müller U. C., Orsi G., Pross J., Rosi M., Shalamanov-Korobar L., Sirakov N., Tzedakis P. C. Volcanic ash layers illuminate the resilience of Neanderthals and early modern humans to natural hazards // Proc. of the National Academy of Sciences. 2012. V. 109. № . 34. P. 13532–13537.
  35. Melnikov D., Volynets A. O. Remote sensing and petrological observations on the 2012–2013 fissure eruption at Tolbachik volcano, Kamchatka: Implications for reconstruction of the eruption chronology // Journ. of Volcanology and Geothermal Research. 2015. V. 307. P. 89–97. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2015.09.025
  36. Mikhalenko V. N., Kutuzov S. S., Toropov P. A., Legrand M., Sokratov S. A., Chernyakov G. A., Lavrentiev I. I., Preunkert S., Kozachek A., Vorobiev M. A., Khairedinova A. G., Lipenkov V. Ya. Accumulation rates over the past 260 years archived in Elbrus ice core, Caucasus // Climate of the Past. Discussions. 2023. https://doi.org/10.5194/cp-2023-46
  37. Plunkett G., Sigl M., McConnell J.R., Pilcher J. R., Chellman N. J. The significance of volcanic ash in Greenland ice cores during the Common Era // Quaternary science reviews. 2023. V. 301. P. 107936. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2022.107936
  38. Ponomareva V., Portnyagin M., Pevzner M., Blaauw M., Kyle Ph., Derkachev A. Tephra from andesitic Shiveluch volcano, Kamchatka, NW Pacific: chronology of explosive eruptions and geochemical fingerprinting of volcanic glass // Intern. Journ. of Earth Sciences. 2015. V. 104. № . 5. P. 1459–1482. https://doi.org/10.1007/s00531-015-1156-4
  39. Ponomareva V., Pendea I. F., Zelenin E., Portnyagin M., Gorbach N., Pevzner M., Plechova A., Derkachev A., Rogozin A., Garbe-Schönberg D. The first continuous late Pleistocene tephra record from Kamchatka Peninsula (NW Pacific) and its volcanological and paleogeographic implications // Quaternary Science Reviews. 2021. V. 257. Р. 106838. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2021.106838
  40. Portnyagin M. V., Ponomareva V. V., Zelenin E. A., Bazanova L. I., Pevzner M. M., Plechova A. A., Rogozin A. N., Garbe-Schönberg D. TephraKam: geochemical database of glass compositions in tephra and welded tuffs from the Kamchatka volcanic arc (northwestern Pacific) // Earth System Science Data. 2020. V. 12. № 1. P. 469–486. https://doi.org/10.5194/essd-12-469-2020
  41. Shiraiwa T., Murav’yev Y.D., Kameda T., Nishio F., Toyama Y., Takahashi A., Ovsyannikov A. A., Salamatin A. N., Yamagata K. Characteristics of a crater glacier at Ushkovsky volcano, Kamchatka, Russia, as revealed by the physical properties of ice cores and borehole thermometry // Journ. of Glaciology. 2001. V. 47. № 158. P. 423–432. https://doi.org/10.3189/172756501781832061
  42. Sinnl G., Winstrup M., Erhardt T., Cook E., Jensen C. M., Svensson A., Vinther B. M., Muscheler R., Rasmussen S. O. A multi-ice-core, annual-layer-counted Greenland ice-core chronology for the last 3800 years: GICC21 // Climate of the Past. 2022. V. 18. № 5. P. 1125–1150. https://doi.org/10.5194/cp-18-1125-2022

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Вулкан Ушковский в окружении крупнейших вулканов Ключевской группы, вид с юго-востока в августе 2023 г. Фото В. И. Фролова. На врезке показана региональная позиция вулкана.

Скачать (323KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Примеры облика пепловых частиц, полностью (а–в) или частично (г) сложенных вулканическим стеклом: a — частица пемзы из почвенно-пирокластического чехла в районе вулкана Жупановский, Камчатка; б — увеличенный фрагмент пемзы; в-оскольчатая частица стекла продуктов извержения вулкана Ключевской; г — стекловатая частица с микролитами пироксенов и плагиоклаза, вулкан Ключевской. Изображения приведены в режиме отраженных электронов: Cpx — клинопироксен; Pl — плагиоклаз; Gl — стекло.

Скачать (384KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Примеры образцов пеплов, захороненных в леднике вулкана Ушковский: a — фрагмент ледового керна, вмещающего тефру на глубине 762–777 см (образец Ush 762–777); б — фрагмент ледового керна, вмещающего тефру на глубине 828–834 см (образец Ush 828–834); в — облик пепловых частиц из образца Ush 762–777; г — стекловатая сильно пористая пепловая частица образца Ush 762–777 с вкрапленником ортопироксена (Opx), состав стекла (Gl) отвечает продуктам извержений вулкана Безымянный; д — облик пепловых частиц из образца Ush 828–834; е — стекловатые частицы пепла образца Ush 828–834 с микролитами пироксенов, плагиоклаза и оливина, вулкан Ключевской.

Скачать (1001KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Составы вулканических стёкол пеплов из ледового керна на классификационной диаграмме SiO2–Na2O+K2O (Le Bas et al., 1986) (а) и на графиках вариаций содержаний оксидов натрия (б) и калия (в) относительно содержания кремнекислоты: 1 — точки составов стёкол всех изученных образцов; 2 — точки составов стёкол из образца Ush 762–777 со смешанной популяцией частиц продуктов извержений вулканов Кизимен, Ключевской и Безымянный; 3 — точки составов стёкол из образца Ush 348–354 со смешанной популяцией частиц пеплов вулканов Ключевской и Шивелуч. Поля составов стёкол продуктов современных извержений вулканов Камчатки показаны различными цветами на основе данных из работ (Пономарева и др., 2012; Горбач и др., 2016, 2022; Portnyagin et al., 2020; Davydova et al., 2022).

Скачать (286KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Распределение отдельных горизонтов тефры в разрезе ледового керна. Пепловые частицы, принадлежащие различным вулканам-источникам, выделены различным цветом. Обоснование времени отложения пеплов приводится в тексте. На врезке показаны вулканы-источники тефры, захороненной в верхних горизонтах ледника вулкана Ушковский.

Скачать (429KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах