Aira-Caldera - Aira Caldera
| Aira | |
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| 姶 良 カ ル デ ラ | |
 Radarbild einer Raumfähre der Aira Caldera im Jahr 1999 mit Sakurajima in der von der Caldera gebildeten Bucht bay
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| Höchster Punkt | |
| Elevation | 1117 m² |
| Koordinaten | 31°39′00″N 130°42′00″E / 31.65000°N 130.70000°E Koordinaten: 31°39′00″N 130°42′00″E / 31.65000°N 130.70000°E |
| Erdkunde | |
| Geologie | |
| Alter des Rocks | 22.000 Jahre alt |
| Bergtyp |
Vulkan Caldera Somma |
| Letzter Ausbruch | 2021 |
Aira Caldera ist eine gigantische vulkanische Caldera , die sich am südlichen Ende von Kyushu , Japan befindet. Es wird angenommen, dass es vor über 22.000 Jahren aus einer Abfolge von pyroklastischen Wellen gebildet wurde . Es ist derzeit der Wohnort von über 900.000 Menschen. Die Ufer der Aira Caldera beherbergen seltene Flora und Fauna, darunter japanischer Lorbeerbaum und japanische Schwarzkiefer . Die Caldera ist die Heimat Berg Sakurajima , und der Berg Kirishima Gruppe von Strato liegt nördlich der Caldera. Der bekannteste und aktivste dieser Gruppe ist Shinmoedake .
Aira Caldera hat eine darunterliegende magmatische Kammer , die mit dem magmatischen System von Kirishima verbunden ist. Dies hat es ermöglicht, dass Magma aus der Caldera in den Stratovulkan Sakurajima eindringt und sich im Laufe der Zeit ausdehnt. So hat Sakurajima eine Reihe von Katastrophen wie die Eruption im Jahr 1914 verursacht, bei der 58 Menschen ums Leben kamen und die Magmakammer um 60 cm versenkt wurde.
Geschichte
Ort
Die Aira Caldera liegt auf Kyushu, der südlichsten Insel Japans. Der Supervulkan hat seinen Gipfel auf 1117 m 3 . Es ist Japans aktivste Caldera mit Hunderten von kleineren Eruptionen seiner Vulkane, die jedes Jahr auftreten.
Die erste große Eruption vor etwa 22.000 Jahren führte zu einer riesigen Menge Magma, die das nahe gelegene Land verwüstete. So entstand die Aira-Caldera. Die Eruption trug auch zur Bildung der 200 m tiefen Kinko Bay bei, die sich bildete, nachdem Meerwasser in das Gebiet eingedrungen war .
Die Aira Caldera ist von der Großstadt Kagoshima mit mehr als 900.000 Einwohnern umgeben. Anwohner haben nichts gegen kleine Eruptionen, weil sie Schutzmaßnahmen getroffen haben. Schüler müssen beispielsweise Schutzhelme tragen, um sich vor herabfallenden Trümmern zu schützen. Darüber hinaus wurde ein Katastrophenschutzsystem mit dem weltweit besten High-Tech-Vulkanüberwachungssystem eingerichtet. Die Caldera wird jetzt vom Sakurajima Volcano Research Center, das Teil der Universität von Kyoto und dem Disaster Prevention Research Institute ist, genau überwacht . Dies gewährleistet die Sicherheit der Bewohner und sorgt für ein friedliches Zusammenleben mit den Menschen von Kagoshima und der aktiven Caldera.
Geologischer Hintergrund
Die Aira Caldera entstand vor 22.000 Jahren nach einer großen Pyroklastizität. Der Ausbruch der Caldera half bei ihrer Bildung, wodurch ihre Gesamtfläche von 17 x 23 km entstand. Die Bildung der Aira Caldera begann mit einer Plinian Bimsstein-Eruption und wurde schnell von einem oxidierten pyroklastischen Tsumaya-Fluss gefolgt. Kellergesteinsfragmente und Bimssteine aus einer heftigen Explosion bildeten die pyroklastische Ito-Strömung mit einem Volumen von etwa 300 km 3 . Die Caldera ist bekannt für ihre Gravitationsanomalien, die eine trichterartige Form in den Schichten verursacht haben.
Es wird angenommen, dass der Grund für das großräumige Schlotgebiet darin liegt, dass die Caldera in kurzer Zeit über 140 km 3 Magma aufwies . Beweise für die Entstehung des Entlüftungsbereichs sind jedoch schwer einzudämmen, da sich die meisten Beweise unter Wasser befinden.
Die Struktur der Caldera ist für ihre Einzigartigkeit bekannt. Sie unterscheidet sich von der typischen Caldera des Valles-Typs, deren charakteristische Merkmale einen Ringbruch umfassen, der als Kanal für eine großflächige pyroklastische Strömung dient. Aira Caldera hat keine solchen Beweise für eine Ringfraktur vom Valles-Typ.
Vor der ersten Eruption vor 22.000 Jahren gab es ein "breites und flaches Becken, das fast die gleiche Größe wie die heutige Aira-Caldera hat [die] das nördliche Ende der Bucht mit einer Ost-West-Fahrt einnahm". Das Becken ist vom Rest der Bucht durch einen Bergrücken getrennt, der 300-500m über dem Meeresspiegel liegt. Die Topographie umfasst den Umriss einer älteren Caldera, was die Annahme nahelegt, dass es eine pyroklastische Strömung gab, die der Bildung der heutigen Aira-Caldera vorausging.
Die Eruptionsaktivitätsdaten der Aira-Caldera lagen ungefähr zwischen "34.500 Jahren BP und 16.500 Jahren BP". Die erste Aktivitätsphase war der Osumi-Bimssteinfall (benannt, weil sich der Bimssteinfall über die Osumi-Halbinsel erstreckte). Diese reagierte auf eine große Pliniansäule und verteilte Bims- und Aschebetten über das südliche Kyushu. Dies fehlt jedoch an Schichtung. Der Osumi-Bimssteinfall ist hauptsächlich homogen, "abgesehen von einer insgesamt umgekehrten Einstufung".
Oberhalb der Bimsstein-Falllagerstätte Osumi trat die pyroklastische Flusslagerstätte Tsumaya auf. Es gilt als interessant, um den pyroklastischen Strom von Ito zu kontrastieren, da er vollständig im Prä-Aira-Becken eingeschlossen ist. Die pyroklastische Strömung von Ito erstreckt sich sowohl außerhalb des Beckens als auch innerhalb des Beckens.
Die pyroklastische Strömung von Tsumaya begrub die Prä-Aira-Topographie wie Box Canyons (gebildet von älteren pyroklastischen Ablagerungen). Die maximale Mächtigkeit der Caldera beträgt 130 m im Kokubu-Gebiet, wobei die durchschnittliche Dicke 30 m oder weniger beträgt. Der pyroklastische Strom von Tsumaya bestand aus einer "blassrosa-braunen Glasmatrix, die eine kleine Menge Bimsstein und lithische Fragmente enthält", was darauf hindeutet, dass der Bimsstein von Osumi fiel und der pyroklastische Strom von Tsumaya aus derselben Quelle kam. Zwischen dem pyroklastischen Tsumaya-Fluss und dem Beginn der Caldera-Bildung habe es nur eine „geologisch sehr kurze Pause“ gegeben.
Vulkanische Aktivität
Die Beziehung zwischen den Magmatic-Systemen von Aira und Kirishima
Die Aira-Caldera ist eine der aktivsten und gefährlichsten Calderas der Welt. Es ist die Heimat der Kirishima-Vulkane, einer Gruppe aktiver Vulkane am nördlichen Ende der Aira-Caldera. Einer dieser Vulkane, Shinmoedake, hat zwei starke magmato-phreatische Eruptionen hervorgebracht, die fast 300 Jahre auseinander liegen. Ab Dezember 2009 wurden aktives Tauchen und Inflation vor dem Ausbruch bemerkt. Vom 19. bis 31. Januar ereignete sich dann eine Reihe von subplinischen Ereignissen. Die erste Phase (Eruptionshöhepunkt) wurde von einer starken koeruptiven Deflation begleitet.
Aira Caldera kann auf kleine Eruptionen reagieren, die aus einem gemeinsamen Reservoir kommen. Allerdings sind nicht alle Vulkansysteme ständig verbunden, da sich Magmapfade öffnen und schließen. Die Verbindung zwischen Aira und Kirishima ist das deutlichste Beispiel für die Vernetzung von Vulkanen, die durch geodätische Überwachung aufgedeckt wurde. Das Aufblähen eines Vulkans kann die Ausbruchswahrscheinlichkeit eines benachbarten Vulkans erhöhen. Die Subduktion der philippinischen Meeresplatte unter die eurasische Platte ist der Grund für den aktiven Vulkanismus.
Die Magmaspeicher von Aira Caldera und Kirishima sind durch Tunnel verbunden, die sich horizontal über Dutzende von Kilometern erstrecken, was durch das Vorhandensein von Hotspots erklärt werden kann. Allerdings sind die Vulkansysteme nicht immer verbunden, da sich die Magmapfade öffnen und schließen. Zum Beispiel war die vertikale Verbindung Shinmoedake etwa 300 Jahre lang bis zur Reaktivierung geschlossen.
Die Volumenänderungen der Systeme Aira und Kirishima deuten darauf hin, dass sie unterschiedliche Inflations- und Deflationszeiträume hatten. Zwischen 2009 und 2013 gab es Hinweise auf Inflation im Aira-System. Nach dem Ausbruch von Kirishima im Jahr 2011 erlebte das Aira-System jedoch eine Deflation. Dies war die einzige Deflation der Aira Caldera zwischen 2009 und 2013.
Inflation der Aira Caldera
Der Magmaspeicher unter der Aira-Caldera hat sich im Laufe der Zeit in den Stratovulkan Sakurajima eingespeist. Es gab jedoch Zeitpunkte, in denen die Kammer durch Eruptionen entleert wurde, die den aufgebauten Druck freisetzten, was nicht durch Spannungsänderungen erklärt werden kann. So wurde es als Folge des Magmas beschrieben, das sich aus dem Aira-System zurückzog, als sich Kirishima auffüllte. Ein Paradebeispiel ist die Sakurajima-Eruption im Jahr 1914 (ca. 1,5 km 3 Volumen), die die Magmakammer um 60 cm absinken ließ. 58 Menschen kamen bei der Eruption ums Leben. Um diese Magmamenge auszubrechen, würde es laut Dr. James Hickey und seinen Co-Autoren ungefähr 130 Jahre dauern, bis sich die Kammer wieder gefüllt hat. Dr. Hickey sagte: "Diese Ergebnisse wurden ermöglicht durch die Kombination von Daten aus verschiedenen Überwachungsmethoden und deren Anwendung auf neue numerische Modellierungstechniken, weg von älteren Modellierungsmethoden, die seit den 1950er Jahren verwendet werden."
Dennoch gibt es kontinuierliche Messungen der Bodenbewegung, die darauf hindeuten, dass sich das Gebiet jetzt aufbläht. Jüngste GPS- Deformationsmessungen , kombiniert mit geophysikalischen Daten und Computermodellen, ermöglichen die Rekonstruktion des Magmasystems unter der Caldera. Dadurch konnten Dr. James Hickey und seine Co-Autoren eine Darstellung der Tunnel unter der Caldera erstellen.
Sie entdeckten, dass Magma die Magmakammer schneller füllt als der Vulkan Sakurajima ausbricht. Das Reservoir wird jedes Jahr erweitert, da dem System ein Volumen von 14 Mio. m 3 zugeführt wird. Dr. Haruhisa Nakamichi, Associate Professor am Disaster Prevention Research Institute der Kyoto University und Co-Autor, sagte: „Seit dem Ausbruch von 1914 sind bereits 100 Jahre vergangen, es bleiben weniger als 30 Jahre bis zum nächsten erwarteten großen Ausbruch, Kagoshima Das Stadtbüro hat nach den Erfahrungen mit der Evakuierung der Krise im August 2015 neue Evakuierungspläne aus Sakurajima erstellt.
Eine Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung von Dr. Dominique Remy nutzte das Synthetique Aperture Radar (SAR), um das Inflationsniveau der Aira Caldera über dem Stadtbezirk Kokubu zu erkennen. Sie beobachteten eine Veränderung des Musters von Kokubus Oberfläche. Durch ein Modell des Deformationsfeldes der Caldera wird eine "maximale Volumenzunahme von 203 x 106 m 3 zwischen 1995 und 1998" vorhergesagt . Sie leiteten eine Inflation von ungefähr 70 mm in der Mitte der Caldera und 40 mm im südlichen Stadtgebiet von Kokubu ab.
Tier-und Pflanzenwelt
Die Pflanzen in der Nähe von Sakurajima wachsen nach Eruptionen nach. Der Japanische Lorbeer und die Japanische Schwarzkiefer sind zwei Arten, die am weitesten entfernt wachsen. Diese Pflanzen können sich neu besiedeln; Sie können jedoch den Trümmern und Bimssteinen nach einem Ausbruch nicht standhalten. Eurya japonica und Alnus firma befinden sich im Mittelgrund abseits des Gipfels. Sie sind in der Lage, nach einer Eruption nachzuwachsen und ihrer Zerstörung mehr standzuhalten als die am weitesten entfernte Vegetation. Japanisches Pampasgras und Knöterich sind dem Vulkan am nächsten. Sie reagieren schnell nach einem Ausbruch und bilden beim Nachwachsen eine Wiese aus Moosen und Flechten. Dennoch dauert es viele Jahre, bis der Wald nachwächst. Dies ermöglicht es den Menschen, die Veränderungen der Vegetation durch die verschiedenen Eruptionen in verschiedenen Epochen zu beobachten.
Kinko Bay liegt in Kagoshima in der Nähe des Vulkans Sakurajima. Es ist die Heimat vieler Wildtiere; darunter 1000 verschiedene Fischarten sowie seltene Kreaturen wie der Satsumahaorimushi. Auf dem Meeresgrund sind seltene Metalle und ein Schornstein zu finden. Kinko Bay ist bekannt für seine Delfinpopulation und eine Touristenattraktion.