Kaldera: vulkānisks veidojums — veidošanās, sekas un slaveni piemēri

Kalderas — ietekmīgas vulkāniskas depresijas: veidošanās, globālās un vietējās sekas, pazīstamākie piemēri (Yellowstone, Toba) un to mantojums.

Kaldera ir vulkānisks veidojums, kas rodas, kad zemes virsma sabrūk vai nogrimst pēc lielas magmas izdalīšanās no vulkāna iekšienes. Ja pēc izvirduma magmas kambaris kļūst pietiekami tukšs, virskārta vairs netur savu svaru un pazeminās vai sabrūk, radot plašu, bieži pamatīgi iegrimušu depresiju — kalderu.

Kaldera var izskatīties līdzīgi vulkānakrāterim, tomēr tehniski tie ir atšķirīgi: krāteris parasti ir salīdzinoši neliela atvere, kas veidojas, izšaujot materiālu ārā, bet kaldera bieži veidojas, kad virsmas daļa sabrūk iekšup. Vārds "kaldera" cēlies no portugāļu valodas un nozīmē "katls". Dažos gadījumos ir kombinētas iezīmes — piemēram, izvirdums var radīt gan sprāgstošu krāteri, gan pēc tam sekot plašākam sabrukumam.

Veidošanās mehānismi un tipi

Kalderas veidošanās sākas ar lielu magmas izdalīšanos vai izplūdi (piroklastisks materiāls, lavas iztecējumi), kas iztukšo magmas kambari. Kad iekšējais atbalsts zūd, virskārta iegrimst pa plaisām un nogrūst caur virkni gredzenveida plākšņu plaisām (ring faults). Kalderas var būt:

• Sprieguma sabrukuma kalderas: veidojas strauji pēc milzīga izvirduma;
• Pakāpeniskas (sekundāras) kalderas: veidojas pakāpeniski no vairākiem mazākiem sabrukumiem vai atkārtotiem izvirdumiem;
• Resurgent calderas: kuras pēc sabrukuma daļēji paceļas atpakaļ (resurgence), veidojot centrālus kupolus vai kalnu;
• Daudzlīmeņu (nested) kalderas: vairāku ievērojamu sabrukumu rezultātā veidojas iekšā citas kalderas.

Mērogi un izvirdumu apjomi

Kalderas izmēri variē no dažiem kilometriem līdz simtiem kilometru diametrā. Lielākas kalderas rodas no īpaši sprādzienbīstamiem izvirdumiem, kuros tiek izgrūsts liels apjoms materiāla. Piemēram, kad pirms aptuveni 650 000 gadiem notika pēdējais Yellowstone kalderas izvirdums, tā izdalīja aptuveni 1000 km³ materiāla, pārklājot lielu daļu Ziemeļamerikas ar līdz pat divus metrus biezām atlūzām. Salīdzinājumam: kad 1980. gadā izvirdēja Sent Helensa kalns, tas izdalīja apmēram tūkstoš reižu mazāk materiāla.

Ekoloģiskās un klimatiskās sekas

Lielas kalderas izvirduma sekas var būt lokālas un globālas. Lokāli tās ietver plašas izdedžu (tefras) nogulsnes, pyroklastiskās plūsmas, lava plūdus, ugunsgrēkus un nosēdumu izmaiņas reljefā. Globāli — ievērojams daudzums vulkānisko aerosolu un pelnu atmosfērā var pazemināt saules starojuma daudzumu, izraisot īslaicīgu atdzišanu jeb vulkānisku ziemu, kas var ietekmēt lauksaimniecību un klimatu gadus desmitiem ilgi.

Lielas kalderas izvirduma ekoloģiskās sekas var redzēt Toba ezera izvirduma Indonēzijā. Pirms aptuveni 75 000 gadiem Toba katastrofas laikā izplūda aptuveni 2800 km³ tefras (vulkāniskā materiāla). Tas bija viens no lielākajiem zināmajiem sprādzienbīstamajiem izvirdumiem pēdējo vairāku desmitu miljonu gadu laikā un tam varēja būt nozīmīga ietekme uz globālo klimatu un reģionālo ekosistēmu atjaunošanos.

Ietekme uz cilvēku populācijām

Pagājušā gadsimta 90. gadu beigās antropologs Stenlijs Ambrozs (Stanley Ambrose) izteica pieņēmumu, ka Toba izvirduma izraisītā vulkāniskā ziema varēja samazināt cilvēku populāciju līdz aptuveni 2000–20 000 indivīdiem, izraisot populācijas sašaurināšanos (bottleneck). Citi pētnieki piedāvāja citus skaitļus — apmēram pieci līdz desmit tūkstoši. Tomēr šai hipotēzei trūkst tiešu, viennozīmīgu ģenētisku un arheoloģisku pierādījumu, un daļa pētnieku uzsver, ka cilvēku populācijas reakcija uz izvirdumu varēja atšķirties reģionāli.

Bīstamība un uzraudzība

Kalderas izraisa vairākus tiešus un netiešus draudus: liels pelnu daudzums, pyroklastiskās plūsmas, lahāri (vulkāniskās mudžu plūdi), sekundāras gāzu emisijas, zemestrīces un topogrāfijas izmaiņas. Turklāt kalderas bieži ir saistītas ar ilgstošu hidrotermālu aktivitāti (geizeri, silto avotu lauki) un var radīt siltumnīcefekta gāzu un ķimikāliju izplūdi.

Mūsdienās aktīvo kalderu uzraudzība ietver seismiskos mērījumus, deformācijas novērošanu (GPS, InSAR), gāzu sastāva analīzi un termālo novērošanu. Šie dati palīdz prognozēt aktivitātes pieaugumu un dot brīdinājumus iedzīvotājiem un glābšanas dienestiem.

Slaveni piemēri un tūrisms

Dažas no zināmākajām kalderām pasaulē ir Yellowstone (ASV), Toba ezers (Indonēzija) un Santorīni (Grieķija) — visas tās piesaista zinātniekus un tūristus. Kalderas var būt dabas vērtības, jo tajās bieži attīstās unikālas ekosistēmas, veidojas ezeri, termālie avoti un dramatiskas ainavas. Tomēr tūrisms tiek apvienots ar nepieciešamību pēc drošības pasākumiem un aktīvu uzraudzību, jo vulkāniskā aktivitāte var mainīties strauji.

Kopumā kalderas ir viens no iespaidīgākajiem vulkāniskās darbības rezultātiem — tās parāda, cik liela enerģija var tikt brīvi izlaista no Zemes iekšienes, un kā šie procesi ietekmē reljefu, biodaudzveidību, klimatu un cilvēku sabiedrību.

Lielākas kalderas

Ir zināmi izvirdumi, kas veido vēl lielākas kalderas. La Garitas kalderā Sanhuana kalnos Kolorādo štatā pirms aptuveni 27,8 miljoniem gadu viena liela izvirduma laikā tika izrakts 5000 km garš ³Zivju kanjona tufs.

Atsevišķos laika posmos riolītu kalderas ir veidojušās atsevišķos klasteros. Šādu kopu paliekas var atrast tādās vietās kā Sanhuana kalni Kolorādo štatā (veidojušies oligocēna, miocēna un pliocēna periodā) vai Sentfrancūza kalnu grēda Misūri štatā (izvirdumi proterozoja periodā).

• Ngorongoro ir kaldera.

Santorini satelīta attēls. Attēlā no centra pulksteņrādītāja virzienā: Nea Kameni; Palea Kameni; Aspronisi; Therasia; Thera

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir kaldera?

J: Ar ko kaldera atšķiras no krātera?

J: No kurienes nāk vārds "kaldera"?

J: Cik daudz materiāla izdalījās Yellowstone kalderas pēdējā izvirduma laikā?

J: Kad izcēlās Toba ezers un cik daudz materiāla izdalījās?

J: Kāda teorija liecina, ka šis izvirdums samazināja cilvēku populāciju līdz 2000-20 000 cilvēku?

J: Vai ir kādi tieši pierādījumi, kas apstiprina šo teoriju?

Meklēt pēc burta