Monowai (góra podwodna)

Monowai
Trójwymiarowy widok centrum wulkanicznego Monowai widziany z południa, przedstawiający zarówno stożek Monowai Seamount, jak i kalderę Monowai
Lokalizacja Monowai Seamount w Oceanii
Głębokość szczytu	100 metrów (330 stóp)
Wysokość	1200 metrów (3900 stóp)
Tłumaczenie	Kanał pełen wody (nazwany na cześć HMNZS Monowai ) (z Maorysów )
Lokalizacja
Lokalizacja	Grzbiet Kermadec , południowy Pacyfik
Współrzędne
Kraj	Nowa Zelandia
Geologia
Łuk / łańcuch wulkaniczny	Łuk Kermadec
Wiek skały	~780 000 lat
Ostatnia erupcja	2017
Historia
Data odkrycia	1877-1924

Monowai Seamount to wulkaniczna góra podwodna na północ od Nowej Zelandii . Tworzy ją duża kaldera i stożek wulkaniczny na południowy-wschód od kaldery. Stożek wulkaniczny wznosi się na głębokość do 100 metrów (330 stóp), ale jego głębokość zmienia się wraz z trwającą aktywnością wulkaniczną, w tym zapadaniem się sektorów i wzrostem kopuł lawy . Górę podwodną i jej wulkanizm odkryto po 1877 roku, ale dopiero w 1980 roku nazwano ją „Monowai” na cześć statku badawczego o tej samej nazwie.

Subdukcja płyty Pacyfiku pod płytą australijską spowodowała aktywność wulkaniczną i hydrotermalną na grzbiecie Kermadec , którego częścią jest Monowai. Wulkan znajduje się w miejscu, w którym Osbourn Trough i łańcuch gór podwodnych Louisville w rowie Tonga i ten proces subdukcji prawdopodobnie wpłynął na jego wulkanizm. Monowai jest jednym z najbardziej aktywnych wulkanów w łuku wulkanicznym Kermadec , z wieloma erupcjami od 1977 roku i być może najbardziej aktywnym podwodnym wulkanem na świecie. Aktywność wulkaniczna charakteryzuje się emisją gazów i przebarwieniami wody, a także aktywnością sejsmiczną i znacznym tempem wzrostu wulkanu. Zaobserwowano również trwającą aktywność hydrotermalną , a kominy hydrotermalne na Monowai charakteryzują się bogatą różnorodną fauną .

Historia odkryć i badań

Aktywność wulkaniczna w Monowai Seamount została odkryta między 1877 a 1924 rokiem, a ławicę po raz pierwszy odnotowano w 1944 roku (chociaż może to oznaczać źle zinterpretowaną tratwę pumeksową lub zaburzenie wody). Monowai Seamount został po raz pierwszy uznany za wulkan w 1977 roku i został nazwany w 1980 roku po statku badawczym   HMNZS Monowai (A06) . Kalderę odkryto dopiero w 2004 roku. Wulkan został pogłębiony i dalej zbadany przez łodzie podwodne Pisces V i ROPOS i różne rejsy badawcze. Nazwa została formalnie przyjęta w 2017 roku; góra podwodna jest również nieformalnie znana jako „góra podwodna Oriona”.

Geografia i struktura

Regionalny

Monowai Seamount leży na północnym krańcu łuku Kermadec na północ od Nowej Zelandii , w południowo-zachodniej części Oceanu Spokojnego, mniej więcej w połowie drogi między wyspami Tonga i Kermadec . Łuk Kermadec to południowa część łuku Tonga-Kermadec o długości około 2500 kilometrów (1600 mil) ; ten łuk wulkaniczny zawiera około 12 wysp wulkanicznych i co najmniej 37 wulkanów podwodnych , które występują co około 50 kilometrów (31 mil). Wiele z tych wulkanów zostało odkrytych dopiero niedawno i są słabo zbadane; hydrotermalny aktywność została zaobserwowana w wielu. Osbourn Trough i łańcuch gór podwodnych Louisville są subdukowane w pobliżu Monowai Seamount i mogły ogólnie wpłynąć na rozwój góry podwodnej oraz łuku wulkanicznego i łuku tylnego . Monowai Seamount jest jednym z najbardziej aktywnych wulkanów w łuku Kermadec; dwa inne aktywne wulkany to Raoul Island i Rumble III, podczas gdy Clark , Rumble V, Healy , Brothers , Volcano-W, Macauley i Giggenbach są aktywne hydrotermalnie.

Lokalny

Monowai Seamount to duży wulkan, który składa się z stożkowego stratowulkanu o szerokości 8 km (5,0 mil) , który wznosi się 1,2 km (0,75 mil) od grzbietu Tonga-Kermadec w części oceanu o głębokości od 1000 do 1500 metrów (3300 do 4900 stóp) do głębokości mniejszej niż 100 metrów (330 stóp) poniżej poziomu morza; dokładna głębokość szczytu może ulec zmianie ze względu na trwającą aktywność wulkaniczną. Ta aktywność jest również odpowiedzialna za częste zmiany jego morfologii, z różnicami wysokości do 176 metrów (577 stóp) zarejestrowanymi między badaniami przeprowadzonymi w latach 1998, 2004 i 2007. Niedawna aktywność wulkaniczna wygładziła zbocza Monowai Seamount i pokryła je piaskiem lapilli i scoria w niektórych miejscach. Migracja otworu szczytowego utworzyła grzbiet o długości 1,2 km (0,75 mil) na szczycie Monowai Seamount, a na jego zboczach występują również wyrównane otwory wentylacyjne i promieniowe grzbiety.

Na północnym-północnym wschodzie leży duża i głęboka kaldera , która jest wydłużona w kierunku północno-zachodnim-południowym; Monowai Seamount jako całość ma podobne wydłużenie. Wydaje się, że kaldera składa się z dwóch zagnieżdżonych kalder, z których zewnętrzna jest największa w północnym łuku Kermadec i ma powierzchnię 84 kilometrów kwadratowych (32 2). chociaż możliwe jest również pochodzenie jako jedna długowieczna kaldera. Ta kaldera jest największa w łuku wulkanicznym Kermadec.

Krawędź kaldery leży na głębokości około 500–1 000 metrów (1600–3 300 stóp). Wokół kaldery występują stożki pasożytnicze , a stożek znajduje się również w wewnętrznej kalderze i wydaje się mieć odradzającą się kopułę o wysokości około 250 metrów (820 stóp) ; dodatkowe stożki można znaleźć na dnie kaldery, które jest pokryte osadami. Na Mussel Ridge, grzbiecie znajdującym się w kalderze i blisko jej południowo-zachodniej krawędzi, obserwacje dna morskiego wykazały scementowany popiół wulkaniczny , rozproszone skały, błoto , lawy poduszkowe , lawy poduszkowe i kości skokowe . Kolejny stożek o wysokości około 500 metrów (1600 stóp) znajduje się między stożkiem Monowai a kalderą. Zarówno Monowai Seamount, jak i Monowai Caldera wznoszą się z tarczy lawy, a cały kompleks wulkaniczny zajmuje powierzchnię około 530 kilometrów kwadratowych (200 2).

Aktywność hydrotermalna , w tym wentylacja w temperaturach poniżej 60 ° C (140 ° F), występuje w Mussel Ridge, gdzie można znaleźć kilka otworów wentylacyjnych o niskiej temperaturze; dodatkowa wentylacja występuje na głównym stożku Monowai Seamount i otworach satelitarnych na jego bokach; głębokie pióropusze hydrotermalne wskazują na dodatkowe otwory wentylacyjne na większych głębokościach. Oprócz „prawdziwych” płynów hydrotermalnych, zbocza Monowai są źródłem niehydrotermalnych pióropuszy, które prawdopodobnie pochodzą z osuwisk lub gdy materiał jest remobilizowany przez erupcje.

Geologia

Subdukcja płyty Pacyfiku pod płytą australijską zachodzi w tempie 24 centymetrów rocznie (9,4 cala / rok), w tempie zmniejszającym się w kierunku południowym i jest odpowiedzialne za wulkanizm w łuku Kermadec. Za łukiem tylnym wykopu rozprzestrzenianie się odbywa się w tempie 15,9–1,5 cm rocznie (6,26–0,59 cala / rok), również z tendencją spadkową w kierunku południowym.

Inne ośrodki wulkaniczne w pobliżu Monowai Seamount to centrum Hinepuia około 49 kilometrów (30 mil) na południowy-zachód i centrum wulkaniczne „U” około 48 kilometrów (30 mil) dalej na północ. Mniej niż 100 kilometrów (62 mil) na północ leży wulkan-19, który wybuchł andezyt bazaltowy i jest aktywny hydrotermalnie .

Piwnica , na której zbudowana jest Monowai Seamount, może być taka sama, jak ta, na której leży reszta pasma Kermadec - zwarte osady wulkaniczne od miocenu do oligocenu nad eoceńskim łukiem wulkanicznym , które w rejonie Monowai Seamount tworzą rowy . Kilka usterek które występują na zachód od wulkanu, odnoszą się do rozwijającego się rowu, a dodatkowe uskoki przecinają wulkan, w tym uskoki pierścieniowe otaczające kalderę. Uskoki, które przecinają Monowai Seamount, mają uderzenia i trendy porównywalne z tymi z innych wulkanów w środkowym łuku Kermadec.

Łuk Kermadec był aktywny przez ostatnie 1 milion lat. Około 5-6 milionów lat temu koryto łuku wstecznego Lau-Havre otworzyło się i oddzieliło łuk Kermadec od łuku Colville-Lau, gdzie aktywność wulkaniczna ustała około 5-3,5 miliona lat temu. Wydaje się, że subdukcja łańcucha gór podmorskich Louisville zmieniła zachowanie łuku wstecznego, ponieważ na północ od obszaru subdukcji basen Lau przechodzi pełnoprawne rozprzestrzenianie się dna morskiego, podczas gdy koryto Havre na południe od obszaru subdukcji zawiera tylko krótkie segmenty szczelin.

Kompozycja

Monowai Seamount wyrzuciło skały, od andezytu i andezytu bazaltowego , oba głównie wokół kaldery, po bazalt , który stanowi większość stożka Monowai. Wydobyte próbki zawierają fenokryształy klinopiroksenu , oliwinu i plagioklazu i określają głównie maficzny zestaw skał, co jest niezwykłe dla dużej kaldery. Ostatecznie magmy pochodzą z częściowego stopienia klina płaszcza pod płytą australijską oraz mieszanie stopów bogatych i ubogich w wodę w komorze magmy . Procesy ewolucji magmy zachodzące w komorze magmy w temperaturach 1080–1200 ° C (1980–2190 ° F) ostatecznie dały andezyty z bazaltowego stopu rodzicielskiego.

Na Mussel Ridge hydrotermalna przemiana skał wytworzyła kilka minerałów, takich jak alunit , bezpostaciowa krzemionka , anhydryt , baryt , chalkopiryt , krystobalit , magnetyt , markasyt , natroalunit , natrojarosyt , piryt , pirofilit , smektyt i rodzima siarka ; w niektórych miejscach skały wulkaniczne zostały całkowicie zastąpione produktami przemiany. Zaobserwowano również skały hialoklastyczne .

Biologia

W kominach hydrotermalnych na Mussel Ridge występuje bogate życie charakteryzujące się ukwiałami , krabami , skorupiakami , rybami , małżami , wieloszczetami , krewetkami , gąbkami i tubylcami ; łóżka małży mogą być tak grube, że dno morskie znika pod nimi. Ryby i małże obserwowano również na stożku Monowai Seamount, a także na pasożytniczych skorupiakach ryzocefalicznych zostały znalezione w niektórych nieokreślonych otworach wentylacyjnych. Chemikalia wydychane przez Monowai Seamount są wykorzystywane przez drobnoustroje do produkcji materiału organicznego w procesie znanym jako chemosynteza , a te drobnoustroje są źródłem pożywienia dla zwierząt. Ponadto zaobserwowano wzrost fitoplanktonu po erupcjach, gdy opad z Monowai Seamount użyźnia wody.

Historia erupcji

Chronologia aktywności wulkanicznej w Monowai Seamount jest w dużej mierze nieznana, biorąc pod uwagę brak dostępnych dat; nie wiadomo na przykład, czy dwie zagnieżdżone kaldery powstały podczas tej samej erupcji. Jednak pasożytnicze stożki wydają się być starsze niż kaldera i główny stożek Monowai Seamount, a większość kompleksu wulkanicznego prawdopodobnie uformowała się w ciągu ostatnich 780 000 lat. Powstanie kaldery najprawdopodobniej nastąpiło w sposób niewybuchowy i mogą być zaangażowane regionalne procesy tektoniczne. Po utworzeniu kaldery prawdopodobnie uformowała się odradzająca się kopuła i stożek między Monowai Seamount a Monowai Caldera, z tendencją do bardziej aktywność wybuchowa .

Dzisiejsza działalność ma miejsce na szczycie Monowai Seamount i objawia się w postaci trzęsień ziemi , odbarwienia wody, emisji gazów i tratw pumeksowych , dudniących dźwięków i wezbranej wody. Pod wodą ta aktywność generuje stożki, strumienie gruzu , strumienie lawy i strumienie piroklastyczne , a także zapadanie się sektorów i wzrost kopuły lawy , co spowodowało przesunięcie szczytu Monowai Seamount na południe. Na Monowai Seamount zaobserwowano kilka rojów sejsmicznych , w tym silny rój w maju 2002 r., który może być związany z zawaleniem się sektora, a fale dźwiękowe z wulkanu zarejestrowano tak daleko, jak Wyspa Wniebowstąpienia na Oceanie Atlantyckim . Monowai Seamount to szybko rosnąca budowla, której tempo wzrostu waha się od 0,004 do 0,02 kilometrów sześciennych rocznie (0,00096 do 0,00480 cu mil / rok). Szybkość produkcji magmy w Monowai Seamount osiąga 0,63 kilometrów sześciennych rocznie (0,15 cu mil / rok) w niektórych okresach i przewyższa wiele wulkanów oceanicznych, takich jak Hawaje ; temu szybkiemu wzrostowi towarzyszą cykliczne osuwiska i załamania sektorów, które powodują redystrybucję materiału w dół jego zboczy. Te osuwiska, choć znacznie mniejsze niż porównywalne osuwiska na innych wulkanach, wydają się występować z bardzo dużą częstotliwością. Takie podmorskie osuwiska mogą prowadzić do tsunami ; nie ma jednak dowodów na tsunami wywołane erupcjami w Monowai Seamount.

Wczesne obserwacje aktywności wulkanicznej w Monowai Seamount miały miejsce w 1977 i 1978 roku. Ostatnia sekwencja erupcji mogła mieć miejsce w październiku 2014 lub maju 2016, kiedy zaobserwowano odpowiednio tratwy pumeksowe i przebarwienia wody. Obu zdarzeniom towarzyszyły epizody sejsmiczne, które wskazują, że w okresie od kwietnia 2014 do stycznia 2017 dochodziło do około dwóch erupcji miesięcznie. Monowai Seamount może być najbardziej aktywnym podmorskim wulkanem na świecie.

Źródła

• Bracia, RN; Heming, RF; Hawke, MM; Davey, FJ (lipiec 1980). „Tholeiitic bazalt z góry podwodnej Monowai, grzbiet Tonga-Kermadec (uwaga)” . New Zealand Journal of Geology and Geophysics . 23 (4): 537–539. doi : 10.1080/00288306.1980.10424125 .
•    Chadwick, WW; Wright, IC; Schwarz-Schampera, U.; Hyvernaud, O.; Reymond, D.; Ronde, CEJ de (2008). „Cykliczne erupcje i zapadanie się sektora podwodnego wulkanu Monowai, łuk Kermadec: 1998–2007” . Geochemia, Geofizyka, Geosystemy . 9 (10): nie dotyczy. Bibcode : 2008GGG.....910014C . doi : 10.1029/2008GC002113 . ISSN 1525-2027 . S2CID 129067066 .
• Davey, FJ (lipiec 1980). „Góra podwodna Monowai: aktywne podwodne centrum wulkaniczne na grzbiecie Tonga-Kermadec (uwaga)” . New Zealand Journal of Geology and Geophysics . 23 (4): 533–536. doi : 10.1080/00288306.1980.10424124 .
•   Kemner, Fabian; Haase, Karsten M.; Beier, Christoph; Krumm, Stefan; Brandl, Philipp A. (2015). „Tworzenie wytopów andezytu i plagioklazy bogatej w Ca w podwodnym systemie wulkanicznym Monowai, łuk Kermadec” . Geochemia, Geofizyka, Geosystemy . 16 (12): 4130–4152. Bibcode : 2015GGG....16.4130K . doi : 10.1002/2015GC005884 . ISSN 1525-2027 .
•   Metz, D.; Watts, AB; Grevemeyer, I.; Rodgers, M. (2018). „Śledzenie aktywności wulkanicznej łodzi podwodnej w Monowai: ograniczenia wynikające z pomiarów hydroakustycznych dalekiego zasięgu” (PDF) . Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 123 (9): 7877–7895. Bibcode : 2018JGRB..123.7877M . doi : 10.1029/2018JB015888 . ISSN 2169-9356 .
•    Metz, Dirk; Watts, Anthony B.; Grevemeyer, Ingo; Werner, Reinhard; Huusmann, Hannes (8 sierpnia 2019). „Zaktualizowana topografia dna morskiego i sejsmiczność fazy T w Monowai, północny łuk Kermadec” . New Zealand Journal of Geology and Geophysics . 63 (2): 281–286. doi : 10.1080/00288306.2019.1651747 . ISSN 0028-8306 . S2CID 202187101 .
•   Peirce, C.; Watts, AB; Paulatto, M. (2014-06-01). „Potencjalne badania terenowe i batymetryczne centrum wulkanicznego Monowai, łuk Kermadec: implikacje dla formowania się kaldery i ewolucji wulkanicznej” . Międzynarodowy Dziennik Geofizyczny . 197 (3): 1484–1499. Bibcode : 2014GeoJI.197.1484P . doi : 10.1093/gji/ggt512 . ISSN 0956-540X .
•   Ronde, CEJ de; Kalnins, LM; Łowca, JA; Bassett, D.; Stratford, W.; Paulatto, M.; Grevemeyer, I.; Peirce, C.; Watts, AB (lipiec 2012). „Szybkie tempo wzrostu i upadku podwodnego wulkanu Monowai w łuku Kermadec”. Przyroda Nauka o Ziemi . 5 (7): 510–515. Bibcode : 2012NatGe...5..510W . doi : 10.1038/ngeo1473 . ISSN 1752-0908 .
•   Timm, chrześcijanin; Graham, Ian J.; Ronde, Cornel EJ de; Leybourne, Mateusz I.; Woodhead, Jon (2011). „Geochemiczna ewolucja centrum wulkanicznego Monowai: nowe spojrzenie na północny system subdukcji łuku Kermadec, SW Pacific” . Geochemia, Geofizyka, Geosystemy . 12 (8): nie dotyczy. Bibcode : 2011GGG....12.AF01T . doi : 10.1029/2011GC003654 . ISSN 1525-2027 .
• Tunnicliffe, Verena; Koop, Ben F.; Tyler, Jennifer; Więc, Stacy (2010). „Płastuga w kominach hydrotermalnych w górach podwodnych wykazuje silną rozbieżność genetyczną między łukami wulkanicznymi: rozbieżność genetyczna płastug w kominach w górach podwodnych” . Ekologia morska . 31 : 158–167. doi : 10.1111/j.1439-0485.2010.00370.x .
•   Wormald, Sarah C.; Wright, Ian C.; Byk, Jonathan M.; Lamarche, Geoffroy; Sanderson, David J. (2012-09-15). „Analiza morfometryczna podmorskiego wulkanu łukowego Monowai (łuk Tofua – Kermadec) w celu rozszyfrowania interakcji tektoniczno-magmowych” (PDF) . Journal of Volcanology and Geothermal Research . 239-240: 69-82. Bibcode : 2012JVGR..239...69W . doi : 10.1016/j.jvolgeores.2012.06.004 . ISSN 0377-0273 .
•   Wright, Ian C.; Chadwick, William W.; Ronde, Cornel EJ de; Reymond, Dominique; Hyvernaud, Olivier; Gennerich, Hans-Hermann; Stoffers, Piotr; Mackay, Kevin; Dunkin, Miles A. (2008). „Upadek i rekonstrukcja podwodnego wulkanu Monowai, łuk Kermadec, 1998–2004” . Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 113 (B8): B08S03. Bibcode : 2008JGRB..113.8S03W . doi : 10.1029/2007JB005138 . ISSN 2156-2202 .
•   Wright, Ian C.; Graham, Ian J.; Timm, chrześcijanin; Clark, Malcolm R.; Chadwick, William W.; Embley, Robert W.; Massoth, Gary J.; Gibson, Harold L.; Hannington, Mark D. (2012-12-01). „Podwodne systemy magmowo-hydrotermalne w centrum wulkanicznym Monowai, łuk Kermadec” . Geologia ekonomiczna . 107 (8): 1669-1694. doi : 10.2113/econgeo.107.8.1669 . ISSN 0361-0128 .

Linki zewnętrzne

• Długie, Niharika Dutt (2014). Struktura społeczności bentosowych i czynniki środowiskowe na Monowai Seamount, łuk wulkaniczny Kermadec (praca dyplomowa). Uniwersytet Otago.
• Metz, Dirk (2018). Zdalne wykrywanie podwodnej aktywności wulkanicznej w Monowai: spostrzeżenia z danych hydroakustycznych Międzynarodowego Systemu Monitorowania (praca dyplomowa). Uniwersytet Oksfordzki.

Linki zewnętrzne

• NOAA Ocean Explorer: Monowai
• Upadek i ponowny wzrost wulkanu podwodnego Monowai, łuk Kermadec, 1998–2004 , Chadwick i in., 2005.