Вулканический купол

Вулканический купол (пик, игла) — куполовидное тело, имеющее высоту до 700—800 м и крутые склоны (40° и больше). Образуются в результате выжимания из вулканического канала вязкой лавы^[1]. Извержения с образованием куполов — обычное явление, особенно в области границ сходящихся литосферных плит.^[2]

Вулканический купол вулкана Святой Елены перед извержением, 27 апреля 1980 года

Изображение риолитового лавового купола вулкана Чайтен во время его извержения 2008-2010 гг.

Вид на комплекс куполов Дикого Хребта со стороны Курильского озера.

Существование лавовых куполов предполагается для некоторых купольных структур на Луне, Венере и Марсе^[2], например, на поверхности Марса в западной части Arcadia Planitia или Terra Sirenum.^[3][4]

Классификация

Геохимия лавовых куполов может варьировать от основного базальта (например, Семеру, 1946) до кислого риолита (например, Чайтен, 2010), хотя большинство из них промежуточного состава (например, конус Сантьягуито Санта-Марии, дацитово-андезитовый, сегодняшний день)^[5]. Вязкая лава является основной причиной формирования купола, поскольку периодически закупоривает магмаподводящий канал, что стимулирует взрывную деятельность вулкана, выделение газов, пирокластических потоков и лавин. Такая высокая вязкость лавы может возникать по причине высокого содержания кремнезема или за счет дегазации флюидной магмы. Так как вязкие базальтовые и андезитовые купола быстро выветриваются и легко распадаются при истечении более жидкой лавы. Большинство сохранившихся куполов имеет высокое содержание кремнезема и состоит из риолитовых или дацитовых пород.

Влодавец в 1954 году ввёл следующую классификацию:

• Экструзивные купола — не имеющие кратера или канала в теле купола
  • концентрически-скорлуповатые
  • веерообразные
  • скалистые
  • массивные:
    • экструзивные бисмалиты — купола прорыва
    • питоны — пирамидальные купола
    • обелиски
• Экструзивно-эффузивные — с каналом в теле
  • мамелоны — колоколоподобные
  • натечные
  • натечные с лавовым языком
• Экструзивно-эксплозивные купола

Комплексы экструзивных куполов

Постройка подобных вулканов целиком состоит из главного экструзивного купола и из нескольких экструзивных куполов на его склонах или в его основании. В России самым крупным комплексом лавовых куполов является вулкан Дикий Гребень (Дикий Хребет) на Камчатке, объём которого составляет 18 км³^[6]. К действующим вулканам этого типа относится конус Сантьягуито вулкана Санта-Мария в Гватемале.

Динамика развития купола

Лавовый пик Суфриер-Хиллз до извержения 1997 года

Лавовый купол развивается непредсказуемо, из-за нелинейной динамики, вызванной кристаллизацией и газоотделением из высоковязкой лавы в канале купола^[7]. Различают эндогенный или экзогенный рост лавового купола: первое подразумевает увеличение лавового купола из-за притока магмы внутрь купола, а второе относится к дискретным лепесткам лавы, расположенным на поверхности купола^[5]. Высокая вязкость, которая не позволяет истекающей из жерла лаве растекаться, создаёт куполообразную форму вязкой лавы, которая затем медленно остывает на месте излива. Сначала образуется твердая корка, впоследствии выдавливаемая вверх; в результате быстрого остывания корка растрескивается, и фрагменты скатываются по склону, образуя характерные осыпи. Внутренняя часть (ядро) вулканического купола охлаждается медленно, с образованием массива лавы. Порой на вершине купола в результате просадки охлажденного материала или снижения уровня лавы в жерле образуется чашеобразная впадина. Купола могут достигать высоты в несколько сотен метров, могут продолжать расти в течение месяцев (например, вулкан Ундзэн), лет (например, Суфриер-Хиллс) или даже столетия (например, вулкан Мерапи). Боковые стороны этих сооружений сложены неустойчивыми каменными обломками. Из-за периодического нарастания давления газа на извергающихся куполах часто могут наблюдаться эпизоды взрывного извержения^[8]. Если часть лавового купола разрушается и обнажает магму под давлением, могут образовываться пирокластические потоки^[9].

Характеристика извержений лавового купола включают неглубокую, долгопериодическую и гибридную сейсмичность, которая объясняется избыточным давлением флюида в соответствующей вентиляционной камере. Другие характеристики лавовых куполов включают их полусферическую форму купола, циклы роста купола в течение длительных периодов времени и внезапное начало бурной взрывной активности.^[10] Средняя скорость роста купола может использоваться в качестве приблизительного показателя притока магмы, но она не имеет корреляционной связи со временем или характеристиками взрывов лавовых куполов.^[11].

Распространённость

Около 6% извержений на Земле связаны с образованием лавовых куполов^[2]. Вулканические купола встречаются на Мартинике (Мон-Пеле), на Яве (Мерапи), на Камчатке (Безымянный) и др.^[1]

Лавовые купола

Название лавового купола	Страна	Вулканический район	Состав	Последний эпизод извержения
Лавовый купол Ла-Суфриер	Сент-Винсент и Гренадины	Вулканическая дуга Малых Антильских островов		2021[12]
Блэк-Батт (округ Сискию, Калифорния)	Соединенные Штаты	Каскадная вулканическая дуга	Дацит	9500 лет назад[13]
Лавовые купола Кальдеры	Соединенные Штаты	Горы Джемез	Риолит	50 000 — 60 000 до н.э.