칼데라

Caldera
그 외의 용도는, 칼데라(동음이의)를 참조해 주세요.
칼데라 생성의 예인 마자마 화산의 분화 연표

칼데라(/kːlddɛr,, kél-/[1]kawl-DERR-,, kal-)는 화산 폭발 시 마그마 챔버가 비운 직후 형성되는 큰 가마솥 모양의 중공이다.짧은 시간 동안 대량의 마그마가 분출되면 마그마 챔버 위의 암석에 대한 구조적 지지대가 사라집니다.그 후 지표면이 비어 있거나 부분적으로 비어 있는 마그마실로 붕괴되어 지표면에 큰 움푹 패인 곳(지름 [2]1에서 수십 킬로미터)을 남긴다.때로는 크레이터로 표현되기도 하지만 폭발이나 충격보다는 침하와 붕괴를 통해 형성되기 때문에 실제로는 싱크홀의 일종이다.매 세기에 일어나는 수천 건의 화산 폭발과 비교하면, 칼데라의 형성은 [3]세기에 몇 번밖에 일어나지 않는 드문 일이다.1911년과 [3]2016년 사이에 칼데라를 형성하는 붕괴는 7건만 일어난 것으로 알려져 있다.최근에는 2018년 하와이 [4]주 쾰라우에아에서 칼데라 붕괴가 발생했다.

어원학

칼데라는 스페인 칼데라와 "요리 냄비"[5]라는 뜻의 라틴어 칼다리아에서 유래했습니다.일부 문서에서는 가마솥이라는 영어 용어가 [6]사용되기도 하지만, 보다 최근의 작품에서는 가마솥이라는 용어가 [5]칼데라 바닥 아래에 침식된 칼데라를 가리킨다.칼데라라는 용어는 독일의 지질학자 레오폴드 폰 부크가 1815년 카나리아 [note 1]제도를 방문했을 때의 회고록을 발표하면서 지질 어휘에 도입되었는데, 그는 그곳에서 테이드 산이 경치를 지배하고 있고, 그 다음에 라 팔마의 [7][5]칼데라 데 타부리엔테가 있는 것을 처음 보았다.

칼데라 형성

밀가루를 채운 상자에 담긴 화산칼데라의 기원을 보여주는 아날로그 실험 애니메이션.
인도네시아 수마트라 섬에 있는 토바 호수의 랜드샛 이미지(길이 100km/62mi, 폭 30km/19mi, 세계에서 가장 큰 칼데라 중 하나).되살아난 돔이 사모시르 섬을 형성했다.

붕괴는 화산 아래 마그마 챔버의 비움으로 인해 유발되며, 때로는 대규모 폭발성 화산 폭발의 결과(1815년 탐보라[8] 참조), 화산 측면의 유출 분출(2007년 [9]피톤 데 라 포르나이제 참조) 또는 연결된 균열 시스템(2014-2015년 바르르다붕가 참조)에서도 유발된다.충분한 양의 마그마가 분출되면, 비어있는 챔버는 그 위에 있는 화산 구조의 무게를 지탱할 수 없습니다."링 단층"이라는 대략적인 원형 파열이 챔버 가장자리 주변에서 발생합니다.링 파손은 링 [10]: 86–89 제방이라고도 하는 단층 침입에 대한 공급 장치 역할을 합니다.2차 화산 분출구는 고리 [11]균열 위에 형성될 수 있다.마그마 챔버가 비워지면서, 고리 균열 내의 화산 중심부가 붕괴하기 시작합니다.붕괴는 단일 대격변의 결과로 발생할 수도 있고, 일련의 폭발의 결과로 단계별로 발생할 수도 있다.붕괴되는 총 면적은 수백 평방 킬로미터가 [5]될 수 있습니다.

칼데라 광물화

물밑에 칼데라 대형을 만들었지

어떤 칼데라는 풍부한 광상을 가지고 있는 것으로 알려져 있다.금속이 풍부한 유체는 납, 은, 금, 수은, 리튬, 그리고 [12]우라늄과 같은 금속의 열수 광상을 형성하면서 칼데라를 순환할 수 있습니다.세계에서 가장 잘 보존된 광물화된 칼데라 중 하나는 약 27억 년 전 [14]네오아르천 시대에[13] 형성된 캐나다 온타리오 북서부의 철갑상어 호수 칼데라이다.산후안 화산지대에서 광맥은 여러 칼데라와 관련된 균열로 배치되었으며, 각 [15]칼데라와 관련된 가장 젊고 규소적인 침입 근처에서 가장 큰 광물이 생성되었다.

칼데라의 종류

칼데라 폭발

상세 정보:폭발적 폭발

폭발성 칼데라 폭발은 마그마가 실리카가 풍부한 마그마 챔버에 의해 발생한다.실리카가 풍부한 마그마는 점도가 높아 현무암처럼 쉽게 [10]: 23–26 흐르지 않는다.마그마는 또한 일반적으로 많은 양의 용해 가스를 포함하고 있으며, 가장 실리카가 풍부한 마그마의 [16]경우 최대 7 중량%입니다.마그마가 지구 표면에 접근할 때, 가둬진 압력의 하락은 마그마에서 갇힌 가스들이 빠르게 거품을 일으키게 하고, 마그마를 파편화하여 화산재와 다른 테프라의 혼합물을 매우 뜨거운 [17]가스로 만든다.

화산재와 화산 가스의 혼합물은 처음에는 분출 기둥으로 대기 중으로 올라갑니다.그러나 분출물질의 양이 증가함에 따라 분출기둥은 부력을 유지할 수 있는 충분한 공기를 유입시키지 못하고 분출기둥은 지표로 다시 떨어지는 테프라 [18]분수로 붕괴되어 화쇄류를 형성한다.이런 유형의 분출은 광범위한 지역에 화산재를 확산시킬 수 있기 때문에 규소 칼데라 분출로 인해 생긴 화산재 흐름 응회암은 홍수 현무암과 [10]: 77 맞먹는 부피를 가진 유일한 화산 생성물이다.예를 들어, 옐로스톤 칼데라가 약 65만 년 전에 마지막으로 폭발했을 때, 그것은 약 1,0003 km의 물질을 방출했고, 북미의 상당 부분을 최대 2미터의 [19]파편으로 덮었습니다.

훨씬 더 큰 칼데라를 형성하는 분출은 콜로라도의 산 후안 산맥에 있는 라 가리타 칼데라와 같이 알려져 있는데, 이곳은 약 2780만 년 [20][21]전 5,000 입방 킬로미터 (1,200 cu mi)의 피시 캐니언 터프가 폭발한 곳이다.

이러한 분출에 의해 생성된 칼데라는 전형적으로 응회암,[22] 유문암, 그리고 다른 화성암으로 채워진다.칼데라는 화산재 흐름 응회암의 유출 시트(일명 화산재 흐름 시트)[23][24]로 둘러싸여 있습니다.

마그마가 무너진 마그마 챔버에 계속 주입되면 칼데라 중심부는 칼데라 계곡, 토바 호수, 산후안 화산지대,[6] 세로 갈란,[25] 옐로스톤,[26] 그리고 많은 다른 칼데라에서 [6]볼 수 있는 부활하는 돔 형태로 떠오를 수 있다.

규소 칼데라는 한 번의 사건으로 수백, 심지어 수천 입방 킬로미터의 물질을 분출할 수 있기 때문에, 그것은 재앙적인 환경 영향을 야기할 수 있다.심지어 1883년의[27] 크라카토아나 [28]1991년의 피나투보 산과 같은 작은 칼데라 화산 폭발도 상당한 국지적 파괴를 초래할 수 있고 전 세계적으로 기온의 현저한 하락을 초래할 수 있다.칼데라가 크면 더 큰 효과가 있을 수 있습니다.대형 칼데라 폭발의 생태학적 영향은 인도네시아 토바호 폭발 기록에서 확인할 수 있다.

지질학적으로 볼 때, 유문 칼데라가 뚜렷한 군집을 이루며 나타난 적이 있다.이러한 성단의 잔해는 스코틀랜드의 [22]에오세 럼 콤플렉스, 콜로라도의 산후안 산맥(올리고세, 마이세, 플리오세 시대에 형성됨) 또는 미주리의 세인트프랑수아 산맥(원생대에 [29]제거됨)과 같은 곳에서 발견될 수 있다.

계곡

발레 칼데라 (뉴멕시코 주)
주요 기사: Vales Caldera

지질학에 [5]부활 칼데라의 개념을 처음 소개한 1968년[6] 논문에서, R.L. 스미스와 R.A. 베일리는 그들의 모델로 Vales 칼데라를 선택했습니다.Vales Caldera는 비정상적으로 크지는 않지만, 비교적 젊고(125만년) [30]보존 상태가 매우 양호하며, 부활 [5]칼데라의 가장 잘 연구된 예 중 하나로 남아 있습니다.반들리에 터프와 같은 Vales Caldera의 화산재 흐름 터프는 완전히 특징지어진 최초의 [31]것 중 하나이다.

토바

주요 기사 : 도바호·도바 재해설

약 74,000년 전, 이 인도네시아 화산은 분출물과 맞먹는 약 2,800 입방 킬로미터(670 cumi)의 고밀도 암석을 분출했다.이것은 현재 4차 시기(지난 260만년) 동안 알려진 가장 큰 폭발이었고, 지난 2500만년 동안 알려진 폭발적 폭발 중 가장 큰 폭발이었다.1990년대 후반 인류학자 스탠리[32] 암브로즈는 이 화산 폭발로 인한 화산 겨울로 인해 인구가 약 2,000명에서 20,000명으로 감소하여 인구 병목 현상이 발생했다고 제안했다.보다 최근에, 린 조드와 헨리 하펜딩은 인류가 [33]약 5,000명에서 10,000명으로 줄어들 것이라고 제안했다.하지만, 어느 이론이 옳다는 직접적인 증거는 없으며, 심지어 환경에 민감한 [34]종에서도 다른 동물의 감소나 멸종에 대한 증거는 없다.화산 [35]폭발 후 인도에 인간의 거주가 계속되었다는 증거가 있다.

갈라파고스 단독 지대의 페르난디나 섬에 있는 정상 칼데라의 위성 사진.
터키 동부 반 호수 네므루트 칼데라의 비스듬한 항공 사진

비폭발 칼데라

아르헨티나 국경 근처 칠레 중부에 위치한 솔리풀리 칼데라는 얼음으로 가득 차 있다.이 화산은 칠레의 파르케 나시오날 빌라리카에 [36]있는 안데스 산맥 남부에 있다.

하와이 섬의 큰 실드 화산인 Kllauea와 Mauna Loa와 같은 일부 화산은 다른 방식으로 칼데라를 형성합니다.이러한 화산에 공급되는 마그마는 실리카가 부족한 현무암이다.그 결과 마그마는 유문화산의 마그마보다 점성이 훨씬 떨어지고 마그마실은 폭발적 사건보다는 큰 용암류에 의해 배출된다.칼데라는 침하 칼데라라고도 하며 폭발성 칼데라보다 더 서서히 형성될 수 있습니다.예를 들어, Fernandina 섬의 칼데라는 1968년 칼데라 바닥의 일부가 350미터(1,150피트)[37] 아래로 떨어지면서 붕괴되었다.

외계 칼데라

1960년대 초부터, 화산 활동이 태양계의 다른 행성과 위성에서 일어난 것으로 알려져 왔다.유인 우주선과 무인 우주선의 사용을 통해, 금성, 화성, 달, 그리고 목성의 위성인 이오에서 화산 활동이 발견되었다.이러한 세계들 중 어느 것도 플레이트 텍토닉스를 가지고 있지 않으며, 이는 지구 화산 활동의 약 60%를 차지한다(나머지 40%는 핫스팟 화산 [38]활동에 기인한다).칼데라 구조는 크기가 상당히 다르지만 이 모든 행성에서 비슷합니다.금성의 평균 칼데라 지름은 68km이다.Io의 평균 칼데라 지름은 40km(25mi)에 가깝고 모드는 6km(3.7mi)이다.Tvashtar Patterae는 지름 290km로 가장 큰 칼데라일 것이다.화성의 평균 칼데라 지름은 48km로 금성보다 작다.지구상의 칼데라는 모든 행성 중 가장 작으며 최대 [39]1.6~80km(1~50mi)까지 다양합니다.

달

달은 빠른 생성으로 형성된 수백 킬로미터 두께의 저밀도 결정성 암석으로 이루어진 외피를 가지고 있다.달의 크레이터는 시간이 흐르면서 잘 보존되어 왔고 한때는 극단적인 화산 활동의 결과로 여겨졌지만, 실제로 운석에 의해 형성되었고, 거의 모든 것은 달이 형성된 후 처음 몇 억 년 후에 일어났다.약 5억 년 후, 달의 맨틀은 방사성 원소의 부패로 인해 광범위하게 녹을 수 있었다.대규모 현무암 분출은 일반적으로 큰 충돌 크레이터의 바닥에서 일어났다.또한, 지각의 밑바닥에 있는 마그마 저류 때문에 분출이 일어났을 수도 있다.이것은 돔을 형성하는데, 아마도 칼데라가 보편적으로 [38]형성되는 것으로 알려진 방패 화산의 형태와 같을 것이다.달에서 칼데라 같은 구조물은 드물지만 완전히 존재하지 않는다.달 반대편에 있는 콤프턴-벨코비치 화산 복합체는 칼데라로 추정되며, 화산재 흐름 칼데라일 [40]수 있다.

화성

상세 정보:화성의 화산 활동

화성의 화산 활동은 두 개의 주요 지역에 집중되어 있다.타르시스와 엘리시움.각 지방은 우리가 지구에서 보는 것과 비슷하고 맨틀 핫스팟의 결과일 가능성이 있는 일련의 거대한 보호막 화산을 포함하고 있다.표면은 용암류에 의해 지배되며, 모두 하나 이상의 붕괴 칼데라를 가지고 [38]있다.화성에는 태양계에서 가장 큰 화산인 올림푸스 몬스 화산이 있는데, 이 화산은 지름이 520km(323마일)인 에베레스트 산의 3배가 넘는다.그 산의 정상에는 여섯 개의 칼데라가 [41]둥지를 틀었다.

금성

상세 정보:금성 화산 활동

금성에는 판구조론이 없기 때문에, 열은 주로 암석권을 통한 전도에 의해 손실된다.이것은 금성 표면적의 80%를 차지하는 거대한 용암 흐름을 일으킨다.산의 대부분은 지름이 150-400km(95-250mi), 높이가 2-4km(1.2-2.5mi)에 이르는 대형 실드 화산이다.이 거대한 실드 화산들 중 80개 이상에는 평균 지름 [38]60km(37mi)의 정상 칼데라가 있다.

이오

상세 정보:이오 화산 활동

이오는 특이하게도 목성의 조석 영향과 이웃 큰 위성 유로파와 가니메데와의 궤도 공명 때문에 고체 굴곡에 의해 가열되어 궤도를 약간 이심시킨다.언급된 다른 행성들과 달리 이오는 지속적으로 화산 활동을 하고 있다.예를 들어, NASA 보이저 1호와 보이저 2호는 1979년 이오를 지나는 동안 9개의 분출 화산을 발견했다.이오에는 [38]지름 수십 킬로미터의 칼데라가 많이 있습니다.

화산 칼데라 목록

참고 항목: 카테고리:칼데라스

외계 화산 칼데라

침식 칼데라스

「 」를 참조해 주세요.

  • 마르 – 저부양 화산 분화구
  • 복합 화산 – 둘 이상의 관련 화산 중심부의 지형
  • 솜마 화산 – 새로운 중앙 원뿔로 부분적으로 채워진 화산 칼데라
  • Supervolcano – 단일 분출로 용암 1000입방 킬로미터 분출한 화산
  • 화산 폭발 지수 – 화산 폭발의 질적 척도

설명 메모

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레퍼런스

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외부 링크

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