Axialer Seamount - Axial Seamount
| Axialer Seamount | |
|---|---|
 Übertriebene Schwadenbathymetrie des Axial Seamount und der Umgebung.
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| Gipfeltiefe | 1.410 m (4.626 Fuß) |
| Höhe | 1.100 m (3.609 Fuß) |
| Standort | |
| Standort | Juan de Fuca Ridge |
| Koordinaten | 46°04′N 130°00′W / 46.06°N 130°W Koordinaten : 46.06°N 130°W46°04′N 130°00′W / |
| Geologie | |
| Typ | Seamount ( U-Boot-Vulkan ), Hotspot-Vulkan |
| Vulkan arc / Ketten | Cobb–Eickelberg Seamount-Kette |
| Letzte Aktivität | April 2015 |
| Letzter Ausbruch | April 2015 |
| Geschichte | |
| Entdeckungsdatum | 1981 |
| Entdeckt von | NOAAS-Vermesser |
Axial Seamount (auch Coaxial Seamount oder Axial Volcano ) ist ein Seamount und ein unterseeischer Vulkan auf dem Juan de Fuca Ridge , etwa 480 km (298 Meilen) westlich von Cannon Beach, Oregon . Der 1.100 m hohe Axial Seamount ist der jüngste Vulkan und das aktuelle Eruptionszentrum der Cobb-Eickelberg Seamount-Kette . Der Seamount befindet sich im Zentrum eines geologischen Hotspots und eines mittelozeanischen Rückens und ist geologisch komplex, und seine Ursprünge sind noch wenig verstanden. Axial Seamount liegt auf einem langen, tief liegenden Plateau mit zwei großen Riftzonen , die 50 km (31 Meilen) nordöstlich und südwestlich von seinem Zentrum verlaufen. Der Vulkan weist eine ungewöhnliche rechteckige Caldera auf , und seine Flanken sind von Rissen , Schloten , Blattströmungen und Grubenkratern mit einer Tiefe von bis zu 100 m (328 ft) übersät; seine Geologie wird durch die Kreuzung mit mehreren kleineren Seamounts, die es umgeben, noch komplizierter.
Axial Seamount wurde erstmals in den 1970er Jahren durch Satellitenaltimetrie entdeckt und in den 1980er Jahren von Pisces IV , DSV Alvin und anderen kartiert und erforscht . Ein großes Paket von Sensoren wurde auf dem Seeberg bis 1992 fällt gelassen, und die New Millennium Observatory wurde 1996 Axial Seamount erhielt bedeutende wissenschaftliche Aufmerksamkeit nach der seismischen Erfassung einer an seinen Flanken etablierte submarine Eruption am Vulkan im Januar 1998 das erste Mal eine U-Boot-Eruption war entdeckt und in situ verfolgt worden . Nachfolgende Kreuzfahrten und Analysen zeigten, dass der Vulkan Lavaströme mit einer Dicke von bis zu 13 m (43 ft) erzeugt hatte, und das gesamte eruptive Volumen wurde auf 18.000 bis 76.000 km 3 (4.300 bis 18.200 cu mi) ermittelt. Im April 2011 brach der Axial Seamount erneut aus und produzierte einen kilometerbreiten Lavastrom. 2015 gab es einen weiteren Ausbruch.
Geologie
Tektonische Einstellung
Der Axial Seamount ist der jüngste Vulkan und aktuelle Eruptionszentrum der Cobb-Eickelberg Seamount-Kette , einer Kette von Seamounts , die südlich von Alaska endet. Axial liegt dort, wo sich die Kette mit dem Juan de Fuca Ridge schneidet , etwa 480 km (298 Meilen) westlich von Oregon. Es ist ein Produkt des Cobb-Hotspots , befindet sich jedoch jetzt auf einem Ozean-Ausbreitungszentrum zwischen der Juan-de-Fuca-Platte und der Nordamerikanischen Platte , versetzt durch die Blanco-Bruchzone im Süden und eine auf einem Bergrücken gebaute Dreifachverbindung im Norden.
Diese Position ist noch nicht vollständig verstanden. Es wird angenommen, dass die Kette, die über Millionen von Jahren durch den jetzt inaktiven Cobb-Hotspot gebildet wurde, älter ist als der mittelozeanische Rücken, den sie halbiert. Vor 200.000 bis 700.000 Jahren wurde der Hotspot vom tektonischen Ausbreitungszentrum übergriffen , verlagerte ihn um bis zu 20 km und baute den 500 km langen Juan de Fuca-Rücken auf. Mindestens 7 Ausbreitungszentren wurden erkannt und Plattenmessungen in der Nähe von Axial zeigen, dass sich der Rücken mit einer Geschwindigkeit von 6 cm (2 Zoll) pro Jahr trennt , wodurch ein komplexes System von ozeanischen Becken und Rücken entsteht . Einige Wissenschaftler haben diese Theorie jedoch in Frage gestellt und darauf hingewiesen, dass die hohe Dichte der überlappenden Seamounts der Kette mit einem solchen Ursprung nicht vereinbar ist, da ein Hotspot eine gut organisierte, weit auseinander liegende Kette bilden würde. Obwohl die genaue Natur des Axial Seamount unbekannt bleibt, macht ihn seine komplexe Herkunft zu einem der geologisch interessantesten Merkmale im Nordpazifik.
Struktur
Axial Seamount ist die aktivste vulkanische Stätte im Nordpazifik. Die Untersuchung magnetischer Abgrenzungen entlang des Seamounts hat die Geschichte des Bergrückens bis vor 30 Millionen Jahren modelliert und gezeigt, dass das Wachstum hauptsächlich im Norden fortgeschritten ist, wobei einige Schritte nach Süden 3,5 Millionen Jahre zurückreichen. Die Basis des Axial Seamount ist ein langes, tief liegendes Plateau, und der östliche Teil des Seamount wird durch eine Reihe von linearen Steilhängen begrenzt . Axial Seamount hat zwei große vulkanische Risse, die sich etwa 50 km (31 Meilen) nördlich und südlich seines Hauptgipfels erstrecken, sowie mehrere viel kleinere, schlecht definierte, die in einem ungefähr ähnlichen Muster angeordnet sind. Becken rund um den Vulkan erhöhen seine Unregelmäßigkeit und machen ihn ungewöhnlich komplex (die meisten Seamounts von ungefähr der gleichen Größe sind kreisförmig oder abgeflacht).
Der Gipfel des Axial Seamount ist durch eine ungewöhnliche rechteckige Caldera mit einer Fläche von 3 km × 8 km (2 mi × 5 mi) und einer Neigung von ~3° gekennzeichnet, die auf der Südostseite durchbrochen wird. Das Gebiet wird durch die beiden Riftzonen versetzt und an drei Seiten durch Grenzverwerfungen mit einer Tiefe von bis zu 150 m (492 ft) definiert. Die Caldera ist an der Nordseite etwa 50 m tiefer als im Süden. Ströme innerhalb des Kessels hauptsächlich bestehen aus Blech fließt versenkten von Lava Teichen und pit Kratern . Weniger verbreitet sind Kissenlaven ; ihre Anordnung entlang der Caldera-Wände lässt vermuten, dass sie ein wichtiger Bestandteil des frühen Wachstums des Vulkans waren. Es gibt mehrere kuppelartige Strukturen innerhalb der Caldera mit Höhen von 100–300 m (328–984 ft). Es gibt mehrere kleine Krater in der Region, von denen der größte mit dem Spitznamen DD Cone 2 km im Durchmesser und 100 m (328 ft) Relief hat. Die meisten Features reichen jedoch nicht über 30 bis 40 m (98 bis 131 ft) tief und 1 km (1 mi) breit.
Die nördliche Riftzone von Axial Seamount ist ein 5 km (3 Meilen) langer Rücken, der 10 bis 20 Grad nordöstlich der Hauptcaldera verläuft. Der Riss ist von mehreren Rissen mit einer Länge von 100–200 m (328–656 ft) bis zu 7 km (4 mi) vom Zentrum des Axial-Vulkans umgeben und erreicht eine Länge von bis zu 400 m (1.312 ft) und 20 m ( 66 m) tief. Das Gebiet enthält große Mengen an vulkanischem Glas ; eine große Eruption ist noch in Form eines langgestreckten glasigen Lavastroms sichtbar, der sich östlich der Hauptspaltlinie von der Calderawand erstreckt. Bei Tauchgängen im Jahr 1983 wurden in der nördlichen Hälfte der Spalte ausgedehnte Niedertemperatur- Entlüftungen gefunden . Die kürzere, neuere südliche Riftzone besteht aus einem topographisch abfallenden Rift, der von feinen, diskontinuierlichen Verwerfungen umgeben ist . Kameraschlepps entlang der Südflanke zeigen, dass das Gebiet aus abgegrenzten Blattströmen, kleinen Lavateichen und Lavakanälen besteht .
Die jüngsten der Flüsse am Axial Seamount sind entlang der beiden Riftzonen ausgerichtet, gefolgt von Flüssen innerhalb der Gipfelcaldera; die ältesten scheinen direkt um die Caldera herum zu stammen, wo der größte Teil des Basalts vollständig mit angesammeltem Sediment bedeckt ist. Dies deutet auf ein bilaterales Wachstumsmuster hin, ein Trend, der auch bei hawaiianischen Vulkanen und anderen bekannten Seamounts, beispielsweise Jasper Seamount, zu finden ist .
Das Wachstum von Axial Seamount hat das Wachstum vieler kleinerer Seamounts um ihn herum überschnitten. Der größte davon ist Brown Bear Seamount , mit dem er durch einen schmalen Grat verbunden ist, der ungefähr senkrecht zu seiner westlichen Caldera-Wand verläuft. Es wurden jedoch nur wenige Hinweise auf Wechselwirkungen zwischen den beiden Seamounts gefunden. Auf der anderen Seite halbiert die südliche Riftzone von Axial Seamount Vance Seamount um bis zu 30 km (19 mi), wodurch eine Zone mit intensiven Rissen am Nordrand des kleineren Vulkans entsteht. Die Interaktionen mit Cobb Seamount im Norden sind komplexer und bilden ein ungewöhnliches "gebogenes Ausbreitungszentrum". Darüber hinaus gibt es vier kleinere Strukturen direkt östlich, nördlich und südlich von Axial.
Geschichte
Frühe Geschichte
Die ersten Vulkane entlang des Juan-de-Fuca-Rückens, einschließlich des Axial Seamount, wurden in den 1970er Jahren durch Satellitenaltimetrie entdeckt . Die Nähe des Axial Seamount zur Westküste und seine geringe Tiefe machen ihn zu einem der am leichtesten zugänglichen Seamounts der Welt, und seine einzigartige geologische Umgebung und sein aktiver Zustand machen ihn auch zu einem der interessantesten, konkurrenzfähigen Davidson Seamount im Süden in wissenschaftlichem Interesse.
Die erste Bathymetrie des Seamount wurde 1981 vom NOAAS Surveyor im Rahmen von SeaBeam-Versuchen im Nordpazifik erstellt. Die Untersuchung war speziell dazu gedacht, die hydrothermale Aktivität des Meeresbodens zu finden und mit geomorphen Merkmalen zu verknüpfen. Es wurden vier Gebiete mit erhöhter Temperaturkonzentration gefunden, die auf hydrothermale Aktivität hinweisen, und der damals noch nicht benannte Axial Seamount war darunter. Tauchgänge mit Pisces IV und DSV Alvin in den Jahren 1983 und 1984 entdeckten die ersten aktiven schwarzen Raucheröffnungen im Nordpazifik. Bald darauf wurde Axial Seamount nach seiner zentralen Lage am Schnittpunkt der Cobb-Eickelberg Seamount-Kette und Juan de Fuca Ridge benannt. Im selben Jahr gründete die National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) ihr VENTS-Programm, das Anstöße gab, den Vulkan genauer zu untersuchen.
Zwischen 1987 und 1992 wurde eine Vielzahl von Drucksensoren, Neigungssensoren, Temperatursonden und Seismometern auf den Vulkan in den sogenannten Volcanic Systems Moninters (VSN) abgeworfen. Weitere Bathymetrien des NOAAS Discoverer im Jahr 1991 und der FS Sonne im Jahr 1996 haben den Seeberg weiter detailliert, was ihn zu einem der bekanntesten Merkmale im Nordpazifik macht. Ebenfalls 1996 wurde das New Millennium Observatory (NeMO) auf dem Axial Seamount gegründet, um vulkanische Störungen und deren Auswirkungen auf hydrothermale Gemeinschaften zu untersuchen.
1998 Ausbruch
Der Eruption des Axial Seamount im Jahr 1998 gingen mehrere große Erdbebenschwärme voraus , die häufige Indikatoren für vulkanische Aktivität sind. Die Schwärme korrelierten mit Magmabewegungen im Vulkan; Bodendruckschreiber, die zwischen 1987 und 1992 auf dem Vulkan eingesetzt wurden, zeichneten fünf Fälle von Deflation in der Gipfeloberfläche (verursacht durch Lavabewegungen) im Bereich von 3 bis 10 cm (1 bis 4 Zoll) auf. 1991 erhielt die National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Zugang zum SOSUS- System der United States Navy , einer Kette von Unterwasser- Hydrophonen im Nordpazifik, die ursprünglich von der Marine zur Erkennung russischer U-Boote während des Kalten Krieges verwendet wurden . Seit 1993 unterhält die NOAA ein Echtzeit-Überwachungssystem, das die Organisation bei jedem Ereignis alarmiert. Die Hydrophone sind in der Lage, selbst sehr kleine Erdbeben (~ Magnitude 1,8) zu erkennen, indem sie auf die von T-Wellen erzeugten akustischen Wellen lauschen . Diese Wellen können sich mit minimalem Leistungsverlust über große Entfernungen ausbreiten, was sie zu einer idealen Möglichkeit macht, ansonsten unbemerkte U-Boot-Erdbeben aufzuzeichnen ; Im Verlauf der Eruption waren nur 3 Erdbeben stark genug, um auf landgestützten Systemen registriert zu werden. Sie können jedoch nicht die Erdbebentiefe oder die Ursache dafür interpretieren.
Zwischen 1991 und 1996 erlebte Axial Seamount einen einzigen Erdbebenschwarm mit über 50 Ereignissen. Zwischen Mai und November 1997 nahm diese Aktivität deutlich zu, wobei SOSUS 5 solcher Schwärme aufzeichnete und im Januar 1998 mit einem massiven 11-tägigen 8247-Beben um die Zeit des Ausbruchs im Januar 1998 gipfelte. Die Seismizität begann auf dem Gipfel, aber innerhalb von 6 Stunden hatten begonnen, auch nach Süden zu wandern; Bis zum 29. November 1997 hatte sich der Schwarm um 50 km (31 Meilen) nach Süden bewegt. Dies fiel mit der Lavafreisetzung entlang des Gipfels und der Südflanke zusammen. Der Seamount blieb danach absolut ruhig, was auf den Abschluss eines Eruptionszyklus am Vulkan hindeutet. Insgesamt wurden 9055 Erdbeben festgestellt, und 1669 waren stark genug, um geortet zu werden. Die Erdbebenaktivität konzentrierte sich um den Gipfel und die südlichen Riftzonen, wobei sich die meisten Ereignisse innerhalb der Gipfelcaldera konzentrierten; Temperatursonden und Druckschreiber in der Caldera registrierten während des Ereignisses einen durchschnittlichen Anstieg von 0,6 ° C (33,1 ° F) und eine Höhenabsenkung von 3,3 m (11 ft). Diese genaue Überwachung verleiht der Eruption von 1998 den Ruf, die einzige U-Boot-Eruption zu sein, die jemals in situ beobachtet wurde .
Die erste Expedition nach der Eruption wurde von RV Wecoma am 12. Februar 1998 organisiert und durchgeführt , die Leitfähigkeit, Temperatur, Tiefe und optische Abdrücke zu ungewöhnlichen Ergebnissen führte. Im Mai zeigte eine spezielle bathymetrische Untersuchung des Seamount topografische Veränderungen entlang der Südflanke des Vulkans, die die dicksten Strömungen auf 13 m (43 ft) schätzte. Im Juli machte DSV Alvin mehrere Tauchgänge auf der Gipfel-Caldera des Seamount, gefolgt von einem umfangreichen Beobachtungs- und Sammelprogramm mit ROV ROPOS von August bis September , das die bathymetrischen Schätzungen bestätigte. Ein mehr als 3 km (2 mi) langer und 500 bis 800 m (1.640 bis 2.625 ft) breiter Plattenstrom wurde von der oberen Südflanke von Axial Seamount auf dem Gelände eines ehemals aktiven geothermischen Feldes produziert. Die südlichen Flüsse befanden sich in einem Gebiet, das durch einen Unterschied zwischen älteren Sedimenten und neuerem, glasigerem Gestein gekennzeichnet war, und der maximale durch die Eruption erzeugte Kamm am Kamm des südlichen Flusses war 13 m (40 ft) hoch. Das gesamte eruptive Volumen betrug ungefähr 0,018–0,076 km 3 (0,004–0,018 cu mi).
Die Entwicklung, der Ausbruch und die genaue Überwachung des Axial Seamount lieferten Wissenschaftlern ein fruchtbares Modell für unterseeische Vulkanausbrüche; Einige wissenschaftliche Arbeiten zu diesem Thema wurden kurz darauf veröffentlicht.
2011 Ausbruch
Die seismische Aktivität am Axial Seamount verschwand praktisch nach dem Ausbruch von 1998, und die Überwachung des Vulkans erfolgte hauptsächlich mit Bodendruckschreibern, die an den Flanken des Vulkans angebracht waren, ergänzt seit 2000 durch jährliche Messungen mit Drucksensoren, die an ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugen (ROVs) montiert und angewendet wurden zu lokalen Benchmarks. Die Sensoren haben gezeigt, dass sich der Axial Seamount langsam wieder aufbläst; Unmittelbar nach der Eruption schwoll der Seamount um 20 cm (8 Zoll) pro Monat an, eine Zahl, die bis 2006 auf 15 cm (6 Zoll) zurückging. In acht Jahren erholte sich der Axial Seamount ungefähr 50% seiner 3,2 m (10,5 ft) Schwellung vor der Eruption, und 2006 berechneten William Chadwick von der Oregon State University und seine Mitarbeiter, dass die nächste Eruption ungefähr 2014 stattfinden würde:
Der Axial Seamount verhält sich vorhersehbarer als viele andere Vulkane; wahrscheinlich aufgrund seiner robusten Magmaversorgung in Verbindung mit seiner dünnen Kruste und seiner Lage auf einem mittelozeanischen Rückenausbreitungszentrum. Er ist heute der einzige Vulkan am Meeresboden, dessen Oberflächenverformung während eines gesamten Ausbruchszyklus kontinuierlich überwacht wurde.
— Scott L. Nooner, Columbia University
Im Juli 2011 entdeckte ein Tauchgang mit ROV Jason neue Lavaströme auf den Vulkanen, die ein Jahr zuvor noch nicht vorhanden waren. Die Expeditionscrew hat zwei Bodendruckschreiber und zwei Hydrophone (ein drittes wurde in Lava vergraben gefunden) vor dem Vulkan geborgen, was zusammen zeigte, dass die Eruption im April stattgefunden hatte, beginnend am 6. April 2011. Obwohl die Instrumente Hunderte von seismischen Ereignissen aufzeichneten , war nur eine Handvoll von SOSUS und landgestützten Seismometern bemerkt worden, da viele Komponenten des Systems zu diesem Zeitpunkt offline waren. Der Vulkan sank um mehr als 2 m (7 ft) ab und produzierte während des Ereignisses einen 2 km (1 mi) breiten Lavastrom, der dreimal größer war als der Ausbruch von 1998.
Ökologie
Im Jahr 1983, eine kanadisch-amerikanische Zusammenarbeit Expedition, mit dem Namen des C anadian A merican S ea m ount Expedition (CASM), die am nordwestlichen Rande des Axial Seamount Gipfel Caldera besuchte eine persistente Temperaturanomalie in der Region zu untersuchen. In einer Serie von acht Tauchgängen, die von Pisces IV durchgeführt wurden , entdeckten die Wissenschaftler eine lebendige hydrothermale Schlotgemeinschaft an der Vorderkante einer 300 m (984 ft) großen Spalte innerhalb der Caldera. Die Lüftungstemperaturen wurden um 35 °C (95 °F) gemessen, ungefähr 30 °C (54 °F) heißer als die Umgebung. Kameraschleppen und Tauchgänge in den 1980er und 1990er Jahren zeigten den aktiven Zustand von Axial Seamount, einschließlich des einzigen bekannten schwarzen Rauchers im Nordwestpazifik. Drei Entlüftungszentren wurden erkannt: der ursprüngliche Standort mit dem Namen CHASM; ein in den späten 1980er Jahren entdecktes Caldera-Feld im Südwesten mit dem Namen ASHES; und ein Standort in seiner südöstlichen Riftzone namens CASTLE. Alle sind in erster Linie Schwefel / Sulfid zu emittieren.
Die Temperatur und Zusammensetzung der hydrothermalen Quellen von Axial Seamount ändert sich im Laufe der Zeit, behält aber immer eine ungefähr gemeinsame Identität bei, ebenso wie die einzelnen mikrobiellen Gemeinschaften der Quellen. Entlüftungen haben im Allgemeinen einen niedrigeren pH-Wert als die umgebende Flüssigkeit und sind daher sauer und alkalisch . Die Temperatur des Magmas, das das System speist, ist ungewiss und kann zwischen 300 und 550 °C (572 und 1.022 °F) schwanken. Seltsamerweise sind Schlotflüssigkeiten stark mit Helium angereichert und enthalten die fünffache Menge des Elements als ähnliche Schlote auf den Galápagos-Inseln und 580-mal so viel wie normales Meerwasser .
Röhrenwürmer der Pogonophora- Familie besiedeln die größten Schächte auf Axial-Seamounts und bilden stellenweise Kolonien mit einer Dicke von bis zu 6 m 2 (65 sq ft); kleinere, weniger nahrhafte Öffnungen ernähren Bakterienmatten , kleinere Röhrenwürmer und Napfschnecken . Die drei häufigsten mikrobiellen Gruppen sind bakterielle Epsilonproteobacteria , archaeon thermophilics der Methanococcus Familie und archaeons der Euryarchaeota Familie. Die häufigste Flora an den hydrothermalen Quellen von Axial Seamount ist der Wurm Ridgeia piscesae , der an hydrothermalen Standorten aller Art auf dem Juan de Fuca-Rücken gefunden wird und die Basis des hydrothermalen Ökosystems von Axial Seamount ist. Andere Arten auf dem Seamount sind der Röhrenwurm P. palmiformis , die Meeresschnecke Lepetodrilus fucensis , der Borstenwurm Amphisamytha galapagensis und die Seespinne Sericosura verenae .
Siehe auch
Anmerkungen
Verweise
Externe Links
- NeMO at Axial — Homepage des New Millennium Observatory at Axial Seamount.
- Castle Vent am Axial Seamount — Videotour durch Castle Vent, einem der hydrothermalen Quellen am Axial Seamount.