除了美國黃石火山以外還有什麼主要的超級火山? 它們各自有什麼特點?

https://www.youtube.com/watch?v=uUOoSAGH9K0

看過美國黃石國家公園地下的超級火山的前世今生是怎樣的? - Shan Ye 的回答以後在youtube上又看到一個科普片,提到除了黃石以外還有這麼多超級火山,但以前幾乎是聞所未聞,好像全世界都只關注黃石火山。想求教一下它們都是什麼,有什麼特點,又為什麼沒人在意?


被莫名其妙的收錄了,有時間會再加點什麼的。

————————

決定把Maroa火山去掉,因為我一直以為Whakamaru組(超級噴發堆積)是Maroa火山區早期噴發產物。事實上,應該是兩個火山系統,岩石學和地球化學上都是不同的,比如Maroa岩石中沒有Whakamaru組的透長石,Rb,Sr,Ba和Zr的不同等。

___________________

剛剛決定把衣索比亞的Corbetti Caldera從列表裡面刪除了,因為它的研究不夠充分,很有可能和Awasa Caldera是兩個岩漿系統。另外Awasa Caldera被認為是超級火山也只是根據它的破火山口大小30×40km估計的,其噴發堆積沒有任何資料。

——————————

看到這個問題,閑得很,必須回答一下。

————————

什麼是超級火山?哪些活超級火山?為什麼關注度不如黃石火山?它們的特點??一個一個來

首先,什麼是超級火山?

將地質歷史中的大火成岩省也歸納在超級火山內,這是不正確的,因為大火成岩省是由許多次密集噴發組成,也可以說是一個區域內短時間的大規模火山「群」活動,而過程中可能僅有幾次噴發能達到超級火山規模,亦或是沒有。

舉個栗子,下圖是哥倫比亞大火成岩省序列

也就是說,大火成岩省是由多個玄武岩亞組組成,每亞組又是由多個玄武岩段組成,每段又是1~N次火山噴發事件堆積。每次噴發體積大多數介於10~1000km3之間,能達到超級火山規模的僅在少數。

對大火成岩省有興趣的吃瓜群眾可以去我另一個回答點贊http://www.zhihu.com/question/48332843/answer/121284771

多大規模的火山噴發能被稱為「超級噴發」?火山學家Sparks在2004年給出的定義是10^15kg,假設火山碎屑密度~1000kg/m3(大致在熔結堆積密度和鬆散堆積密度中間),這相當於~1000km3火山碎屑。但是因為火山碎屑密度跨越度很大,所以火山學家一般不是將~1000km3作為超級火山最低標準,他們更喜歡使用噴出岩漿在碎屑化之前的密度(也就是岩漿脫氣膨脹之前——原始岩漿密度),2450kg/m3酸性岩漿和2750kg/m3基性岩漿。換算過來,酸性火山噴發的岩漿體積超過~410km3和基性火山噴發岩漿體積超過~360km3,可以被視為超級火山。

正處於活動狀態的超級火山?

回到題主發的圖,俄羅斯、日本和美國最南邊的紅點,明顯不是超級火山。日本和美國最南邊的紅點,應該是指的Aira火山或阿蘇火山和Valles火山,它們屬於潛在超級火山,因為地質歷史上發生過接近超級火山規模的噴發。至於俄羅斯或蒙古那座,什麼啊那裡根本就不存在火山好嘛(呃,不過是有一些裂谷火山系,一般是單成因火山,類似五大連池火山群,小到可以忽略)

我這裡列一下目前的活超級火山(指地質歷史上曾發生過超級火山噴發規模的火山,並現在還有活動)排名不按任何順序。火山名字/超級噴發時間/近期活動/經緯度

1)美國黃石火山,210萬年前和64萬年前噴發,全新世之內還有數次水熱爆炸和大規模地表變形,44.43°N 110.67°W

2)紐西蘭陶波火山,2.7萬年前噴發,全新世內還發生過一次M7的大規模噴發,38.82°S 176.00°E

3)美國長谷火山,76萬年前噴發,地表變形和地震,37.70°N 118.87°W

4)印尼多巴火山,78萬和7.5萬年前噴發,全新世內仍有安山岩火山活動,2.58°N 98.83°E

5)俄羅斯Karymshina火山,150萬年前噴發,全新世內仍有水熱活動,52.90°N 157.78°E

為什麼黃石受到的關注度最高?

黃石火山在以上超級火山當中,是活動最頻繁的一座並同時擁有著世界最大破火山口和最大活動岩漿庫。密集的地震和數十米級的地表變形,還有時不時發生的強烈水熱爆炸,及世界最著名和最早的國家公園,使得它成為了媒體、遊客和科學家關注的熱點。

活動超級火山的簡介

既然是簡介,那我就不一座一座講它們的前世今生了。

1)黃石火山:這個就不需要多少介紹了。另外一篇回答已經講得比較清楚了。

延伸閱讀:The Quaternary and Pliocene Yellowstone Plateau Volcanic Field of Wyoming, Idaho, and Montana

2)陶波火山:陶波火山是陶波火山帶中最活躍的流紋岩火山,為一個長達~35km的破火山口,但火山口邊緣沒有被很好限制,大致與湖岸重疊。它是一種「沉陷式破火山口」(Downsag),朝著最近的噴火口位置緩慢傾斜。現在被Taupo湖填滿的Taupo破火山口,基本上是形成於2.7萬年前一次災難性火山事件——Oruanui火山碎屑。這也是最近的一次超級噴發事件,但並沒有證據可以證明噴發對當時的氣候和人類造成了影響。噴發不是一次性完成的,而是分成了10個階段,中間有至少5次間斷,3次間斷時間長達幾小時和2次間斷長達幾周到幾個月。下面兩張圖(a)空落火山碎屑覆蓋範圍和厚度,體積~430km3(b)火山碎屑流覆蓋範圍和厚度,體積~320km3

噴出岩漿總體積在~530km3,幾乎全是流紋岩質,鎂鐵質碎屑僅佔1%。超級噴髮結束後緊接著的是流紋岩質岩漿溢出在Taupo湖北部形成多個熔岩穹丘。自全新世以來,Taupo火山在不同噴火口和破火山口邊緣發生了很多次大型爆炸式噴發。最近的一次大型爆發在公元~230年,從沿著一條以Horomotangi礁石為中心的NW-SW向裂隙上的3個噴火口噴出。這次極度猛烈的噴發是紐西蘭全新世最大的,併產生了很薄但分布極光的射氣普林尼式火山碎屑,覆蓋了北島超過20000平方公里。

延伸閱讀:The 26.5 ka Oruanui eruption, New Zealand: an introduction and overview

The Taupo Eruption, New Zealand I. General Aspects

3)長谷火山:大約76萬年前的大規模畢曉普凝灰岩(Bishop Tuff)噴發形成了今天的中內華達山脈以西的17×32km長谷破火山口。現在研究沒有找到噴發間斷的證據,相反碎屑堆積速率還表明了整個噴發僅在~6天內完成。下面兩張圖(a)畢曉普火山碎屑流分布,體積~200km3(b)畢曉普普林尼式火山碎屑分布,體積~250km3

畢曉普事件過後不久,破火山口中央熔岩穹丘復活,緊接著破火山口緣和噴火口環形裂隙噴出流紋岩和流紋英安岩,一直持續到~50000年前才結束。早期復活穹丘階段,破火山口曾被湖水填滿只留下中央的復活穹丘島,但湖水最終通過Owens河谷全部流失。破火山口至今保持著熱活性,比如溫泉和噴氣孔,還有地表變形,地震和最近幾年的其他動蕩跡象。

延伸閱讀:The Bishop Tuff: New Insights from Eruptive Stratigraphy

The Bishop Ash Bed (Middle Pleistocene) and Some Older (Pliocene and Pleistocene) Chemically and Mineralogically Similar Ash Beds in California, Nevada, and Utah

4)多巴火山:除黃石之外最著名的了吧?35×100km多巴破火山口,最大第四紀破火山口,形成於更新世四次大規模造伊格尼姆岩噴發(ignimbrite-forming eruption)。其中兩次噴發在超級火山最低標準之上。早期超級噴發發生在79萬年前,噴火口推測在現存多巴湖南端?印度洋內廣泛分布的火山灰D層就是此次噴發產物Oldest Toba Tuff。下面兩張圖(a)OTT的空落火山灰分布範圍,體積~1800km3(b)OTT伊格尼姆岩分布範圍,體積~500km3

最晚的一次超級噴發在75000年前形成Youngest Toba Tuff(YTT)。YTT代表了第四紀已知的最大火山噴發,從今天多巴湖西北端和東南端的噴火口噴出2500~3000km3伊格尼姆岩和空落火山灰,不過同樣沒有找到此次噴發對人類和環境有過毀滅性打擊的證據(什麼?你不同意?那你找到證據再說吧!)。目前還不知道YTT在堆積過程中是否有過間斷,但是海底火山灰層沉積時間差異表明噴發持續時間應該不會超過~14天。下面兩張圖(a)YTT空落火山碎屑分布,體積~1600km3(b)YTT火山碎屑流分布,體積~1600km3

YTT事件後,復活穹丘形成今天的Samosir島(全球最大島內湖中島?)和Uluan半島,同時還有一系列熔岩穹丘噴發,如破火山口南緣Pusukbukit英安岩火山和只有幾百年年齡的Tandukbenua安山岩火山。

延伸閱讀:Eruptive history of Earth"s largest Quaternary caldera (Toba, Indonesia) clarified

Stratigraphy of the Toba Tuffs and the evolution of the Toba Caldera Complex, Sumatra, Indonesia

First Toba supereruption revival

Correlation of the oldest Toba Tuff to sediments
in the central Indian Ocean Basin

Disperal of ash in the great Toba eruption, 75 ka

Worldwide dispersal of ash and gases from earth"s largest known eruption: Toba, Sumatra, 75 ka

5)Karymshina火山:一座2006年才被發現的大型破火山口,最沒有存在感的超級火山,差點被我忽略了。勘察加半島上一直沒有發現超級噴發後形成的火山體,但勘察加鑽探岩芯表明110~160萬年前一次強烈噴發形成了厚度非常大的火山灰層,沒有找到它的來源。2006年,Bannaya和Karymchina河一帶終於確認了一個15×25km的破火山口,是勘察加半島已知最大破火山口,破火山口西北部有一個隆起塊體4×12km,是破火山口坍塌後的復活穹丘。火山口內的凝灰岩和伊格尼姆岩最大厚度超過1000米,K-Ar年齡在120~150萬年之間。這些火山碎屑堆積之上是砂岩和粉砂岩,表明了火山口曾被湖水填滿。火山口內部和沿火山口環形裂隙的流紋岩質熔岩穹丘和它的管道,覆蓋和穿過湖相沉積(凝灰岩質砂岩和粉砂岩),說明後期熔岩溢出和復活穹丘是在湖泊小時過後,K-Ar年齡在50~80萬年,相當於復活穹丘的隆起時間。

沒有找到很好的圖,就不先不貼了

延伸閱讀:Karymshina, a Giant Supervolcano Caldera in Kamchatka: Boundaries, Structure, Volume of Pyroclastics

Large-volume silicic volcanism in Kamchatka: Ar–Ar and U–Pb ages, isotopic, and geochemical characteristics of major pre-Holocene caldera-forming eruptions

關於超級火山的延伸閱讀:The largest volcanic eruptions on Earth

The size and frequency of the largest explosive eruptions on Earth

關於大火成岩省的延伸閱讀:Large Igneous Provinces


突然想到一個問題,這種規模的噴發會不會把地球推離原來的軌道啊…哪怕只有幾厘米這樣


推薦閱讀:

為什麼日出和日落的時候可以看清太陽的輪廓?
南非開普敦的Table mountain 是怎麼形成的?
為什麼說水圈是一個連續的不規則圈層?
世界上氣候最好的城市有哪些?
請氣象大神幫忙看看這個圖片是哪個季節?

TAG:地理 | 火山 | 地質學 | 構造地質學 |