Бескорневые конусы и маары

Бескорневые жерла (rootles vent), на берегу озера Миватн на севере Исландии. Фото с сайта dronestagr.am.

На фото — бескорневые конусы (см. Rootless cone), или бескорневые жерла (rootles vent), на берегу озера Миватн на севере Исландии. Такие необычные формы рельефа, напоминающие вулканический кратер или кальдеру, нередко можно увидеть в районах активного вулканизма. Однако из этих «ложных жерл» никогда не изливалась лава.

По типу образования вулканологи относят их к гидровулканическим структурам: бескорневые конусы образуются в результате паровых взрывов, когда растекающаяся под поверхностью горячая лава встречает на своем пути подземные резервуары воды или льда, водоносные горизонты или водонасыщенные слои пород. Моментальное испарение воды приводит к взрывообразному высвобождению пара. Пар, смешанный с вулканическими газами, прорывается сквозь покров тефровых отложений (слабосцементированного пепла и туфов), оставшихся после предыдущих извержений, а осыпавшаяся в месте прорыва тефра образует кратерообразные формы.

Бескорневой конус на берегу озера Миватн в Исландии. Фото с сайта en.wikipedia.org

Обычно бескорневые конусы образуются вблизи центров извержений. Так, недалеко от берега озера Миватн расположен вулкан Хверфьядль, извержение которого произошло около 2500 лет назад и отличалось взрывным характером.

Бескорневой конус (Rootless cone) и вулкан Хверфьядль (Hverfjall) на берегу озера Миватн в Исландии. Фото с сайта earthobservatory.nasa.gov

Если в результате парового взрыва помимо газов на поверхность через образовавшееся жерло выбрасываются застывшие фрагменты лавы (в виде обломков, пепла и вулканических бомб), такое извержение называется фреатическим (взрывным), а если сопровождается еще и излиянием лавы — то фреатомагматическим.

Фреатическое извержение на Аляске в 1977 году. Фото с сайта en.wikipedia.org

При фреатических и фреатомагматических событиях также происходят газовые взрывы (в составе которых преобладает уже не водяной пар, а вулканические газы), а на месте взрыва образуются неглубокие вулканические кратеры — маары. От бескорневых конусов они отличаются плоским (а не конусообразным) профилем дна и наличием жерла в центре. Обычно эти структуры со временем заполняются водой, а расположенные в них кратерные озера также называют маарами.

Группа из трех мааров вулканического района Айфель в Германии. Фото с сайта ru.wikipedia.org

Диаметр мааров колеблется от 200 до 3200 м, глубина достигает нескольких сот метров. Бескорневые конусы — на порядок мельче. Еще меньшие конусовидные воронки могут образоваться непосредственно на поверхности лавового потока при подводных извержениях, когда базальтовая лава низкой вязкости (тип Пахоэхоэ) изливается на дне озера или моря. В этом случае кристаллизация происходит в первую очередь по периферии лавового потока, а давление нераскристаллизованной массы нарастает в поднятиях его кровли. В конце концов происходит прорыв, а в образовавшийся провал устремляются вода и потоки осадочных отложений, которые не дают провалу затянуться. Такие же прорывающиеся на поверхность пузыри пара образуются в верхней части движущегося потока лавы, когда она изливается на поверхность ледника.

Многочисленные бескорневые конусы встречаются не только на Земле, но и на Марсе. В вулканических провинциях Фарсида, Элизий, на равнинах Исиды, Хриса, Амазония (см. Amazonis Planitia) их количество исчисляется тысячами. Причем часто по их расположению можно определить, в каком направлении двигались лавовые потоки.

Цепочки бескорневых конусов на востоке вулканического региона Элизий на Марсе. Снимок сделан камерой высокого разрешения HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) с борта космического аппарата Mars Reconnaissance Orbiter. Фото с сайта en.wikipedia.org

Предполагается, что марсианские бескорневые конусы образовались, когда лава двигалась по поверхности, покрытой водяным льдом, либо пробивала себе путь под поверхностью, сквозь слои пород, насыщенные льдом. Считается, что в недрах Марса присутствует большое количество водяного льда. Взаимодействие его с расплавленной породой может привести к образованию подобных форм рельефа.

Недавно связь вулканизма и ледников в образовании марсианских бескорневых конусов практически была доказана. Ученые обнаружили множество подобных структур на склонах гигантского вулкана гора Ночи (Noctis Mons), расположенного в области под названием лабиринт Ночи, где под покровами застывшей лавы до сих пор сохранились фрагменты реликтового ледника.

Участок на склоне вулкана гора Ночи, где, предположительно, происходил процесс взаимодействия лавовых потоков с ледником. Recent Low Albedo Lava Flow — молодые лавовые потоки с низким альбедо; Relict Glacier — реликтовый ледник; Rootless Cones — бескорневые конусы. Снимок камеры HiRISE в искусственных цветах. Изображение из статьи P. Lee, et al., 2024. Large eroded volcano complex and buried glacier ice in Eastern Noctis Labyrinthus: Evidence for recent volcanism and glaciation near Mars' equator