Kaldera: mis on kaldera, teke, tagajärjed ja näited (Yellowstone, Toba)

Kaldera: mis on, kuidas tekib, ökoloogilised ja inimmõjud ning tuntud näited Yellowstone ja Toba — põhjalik selgitus, tagajärjed ja ajalugu.

Kaldera on vulkaaniline nähtus, mis tekib siis, kui pärast suurt purset või magmakihi tühjenemist maapind selle kohal kokku variseb. Selline kokkuvarisemine jätab maha sageli suuri, kausi- või kilpkonnakujulisi madalaid alasid, mis võivad hiljem täituda veega, moodustada kuumaallikaid või olla aktiivsed geotermaalsete nähtustega.

Mis vahe on kalderal ja kraatril?

Kaldera võib välimuselt meenutada vulkaanilinekraater, kuid need tekivad erinevalt: kraater tekib tavaliselt väljapaiskumise või plahvatuse tagajärjel pinnale avaneva ava ümber, samal ajal kui kaldera tekib peamiselt sissepoole varisemise kaudu, kui aluspõhi enam magmakambrit ei toeta. Sõna kaldera pärineb portugali keelest ja tähendab otseselt "katel". Mõnikord on maastik keeruline ning ühe kaldera puhul on nähtavad nii pursetega seotud kraatrid kui ka kokkuvarisenud piirkonnad.

Kuidas kaldera tekib?

Kaldera moodustumiseks on tavaliselt kaks peamist mehhanismi:

• Suure hulga magmade või gaaside kiire eruptiivne väljavool (plahvatuslik purse), mille järel magmakamber tühjeneb ja katusvaring toimub.
• Vähem plahvatusohtlikul viisil toimuva magmakindelamise ja hilisema longuse tõttu tekkinud süvenemine (st. magmakamber aeglasem tühjenemine ja maapinna sukeldumine).

Kaldera piiri määravad sageli rõngasvigu (ringmurrud), millest mööda liigub maapinna aldis varisemisele. Süsteemist väljunud materjalide hulka võivad kuuluda paksud ignimbiitide kihid (kuivad tuha- ja vulkaanilise tuha setted), tuhapilved ja laava. Pärast varingut võib magmakamberis toimuda taas täitumine, mille tulemusena tekivad resurgent-domed ehk kaldera sees tõusvad kõrgendikud.

Kaldera suurus ja mõju

Kalderad võivad olla väiksed (kilomeetri või vähem) kuni erakordselt suured, ulatudes kümnete või sadade kilomeetriteni. Suured kalderad tekivad eriti suuremahuliste plahvatuslike purskete järel. Näiteks, kui Yellowstone'i kaldera viimati umbes 650 000 aastat tagasi purskas, eraldas see umbes 1000 km³ materjali, mis kattis suure osa Põhja-Ameerikast kuni kahe meetri paksuse rusuga. Võrdluseks: kui Püha Helens purskas 1980. aastal, eraldus sealt umbes 1000 korda vähem materjali.

Kalderapurske tagajärjed jagunevad kohalikeks ja globaalseteks mõjudeks. Kohalikult hävivad maastikud, linnad ja elupaigad – tekkida võivad tuha- ja laavamassid, maapinna katkemine ning tulekahjud. Globaalsetel skaaladel võivad plahvatused paisata atmosfääri tohutul hulgal peenikest tuhapilve ja sulfaadierosooli, mis peegeldavad päikesevalgust ja võivad põhjustada ajutist jahenemist ehk vulkaanilist talve. Sellised mõjud mõjutavad põllumajandust, kliimat ja ökosüsteeme aastaid või isegi aastakümneid.

Näited ja uuritud juhtumid

Suure kaldera purske ökoloogilisi ja kliimajalgsusi on uuritud muu hulgas Indoneesias toimunud Toba järve purske põhjal. Umbes 75 000 aastat tagasi vallandas Toba katastroof umbes 2800 kilomeetri³ ulatuses ejektaid. See oli üks suurimaid teadaolevaid plahvatuslikke purskeid viimase 25 miljoni aasta jooksul ning selle järel tekkis Javat ümbritsev suur kaldera, mis täitus lõpuks veega, moodustades Toba järve.

1990ndate lõpus pakkus antropoloog Stanley Ambrose välja hüpoteesi, et Toba purskest tingitud vulkaaniline talv võis põhjustada inimkonna demograafilise kitsaskoha — inimpopulatsiooni vähenemist hinnanguliselt umbes 2000–20 000 inimeseni. Teised teadlased on teinud sarnaseid hinnanguid (näiteks 5 000–10 000). Siiski on see teooria vastuoluline: otseseid ja üheselt kinnitavaid arheoloogilisi või geneetilisi tõendeid selle äärmusliku kitsaskoha kohta napib, ning mitmed uuringud näitavad, et inimpopulatsioonid võisid kohalikult küll kannatada, kuid pole tõendeid ulatuslikust maailmaüleste elanike massilisest kokkuvarisemisest.

Muud tuntud kalderad ja tänased ohud

• Yellowstone — aktiivne kuumaallika- ja geotermaalne piirkond, mida jälgitakse pidevalt. Suurt kalderapursket peetakse väga harvaks sündmuseks, kuid piirkond on geoloogiliselt aktiivne.
• Campi Flegrei (Itaalias), Santorini (Kreeka), ja mõned Indoneesia väljad (nt. Krakatoa puhul oli varasema ajaloo suurpursetel kaldera-tekkeline komponent) — kõik need on teada oma kaldera- või laiaulatusliku purseajalooga ning esindavad kohalikku ohte ja globaalseid kliimamõjusid eri tasanditel.

Kuidas kalderat jälgitakse ja miks see oluline on

Kalderategevuse jälgimine kombineerib seismoloogiat (maavärinad ja võnkumised), geodeesiat (maapinna kõikumised ja paisumine), gaasianalüüse (vulkaangaaaside koostis ja kogus) ning geotermaalsete muutuste seiret. Need andmed aitavad hinnata, kas magmakamber täitub, kas esineb rõhu suurenemist ning kas on suurenenud plahvatusoht. Kuigi suure kalderapurske otsene ennustamine on keeruline, annab pidev jälgimine võimaluse varajasteks hoiatusedeks ja riskihaldusmeetmete rakendamiseks.

Kokkuvõte

Kaldera on efektne ja sageli väga laiaulatuslik vulkaaniline vorm, mis tekib magmakambri tühjenemise ja sellele järgnenud maapinna kokkuvarisemise tulemusel. Need sündmused võivad põhjustada ulatuslikku kohalikku hävingut ja kaailma kliimale mõjuda. Kuigi ajaloost tunnetatakse mõningaid erakordselt suuri juhtumeid, nagu Yellowstone'i ja Toba järve pursked, on paljud hüpoteesid nende globaalsetest mõjudest teaduslikus arutelus veel uurimisel ning vajavad tugevat tõestust. Kalderate jälgimine ja uuringud aitavad paremini mõista nende ohtu ja võimalikke tagajärgi inimühiskonnale ja looduskeskkonnale.

Suuremad kalderad

Teada on ka suuremaid kalderasid moodustavaid purskeid. La Garita kalderas San Juan Mountains'is Colorados lõhkus umbes 27,8 miljonit aastat tagasi 5000 km pikkune ³Fish Canyon Tuff ühe suure purskega välja.

Mõnel ajahetkel on rüolite kalderad ilmunud selgete klastritena. Selliste klastrite jäänuseid võib leida sellistes kohtades nagu San Juan Mountains Colorados (moodustunud oligotseeni, miotseeni ja pliotseeni ajal) või Saint Francois Mountain Range Missouri osariigis (purskunud proterosoikumi ajal).

• Ngorongoro on kaldera.

Satelliidipilt Santorinist. Keskelt päripäeva: Nea Kameni; Palea Kameni; Aspronisi; Therasia; Thera.

Küsimused ja vastused

K: Mis on kalender?

K: Mille poolest erineb kaldera kraatrist?

K: Kust tuleb sõna "kaldera"?

K: Kui palju materjali eraldus Yellowstone'i kaldera viimase purske ajal?

K: Millal toimus Toba järve purskamine ja kui palju materjali eraldus?

K: Millise teooria kohaselt vähendas see purskamine inimpopulatsiooni 2000-20 000 inimeseni?

K: Kas on mingeid otseseid tõendeid, mis seda teooriat toetavad?

Otsing