Кальдера — вулканическая впадина¶

Кальдера — крупная впадина округлой или овальной формы, образующаяся при обрушении или проседании земной поверхности над магматическим очагом. Термин происходит от испанского caldera — «котёл», что отражает характерную чашеобразную форму таких структур. Кальдеры относятся к вулкано-тектоническим формам рельефа и нередко имеют диаметр от нескольких километров до нескольких десятков километров, а глубина их стенок может достигать сотен метров.

В отличие от кратера — сравнительно небольшого углубления на вершине вулкана, образованного единичным взрывом или постепенным накоплением шлаков, — кальдера представляет собой значительно более крупную структуру, формирование которой связано с провалом кровли магматической камеры. Это различие является ключевым в вулканологии.

¶Механизмы образования

Образование кальдеры обычно связано с одним из нескольких сценариев.

Наиболее распространённый механизм — обрушение после крупного извержения. Когда магматическая камера под вулканом быстро опорожняется, лишённые опоры породы кровли проседают вниз по кольцевым разломам. Так возникли, например, кальдеры Мазама (на месте которой расположено озеро Крейтер в США) и кальдера вулкана Тоба на Суматре.

Второй механизм — постепенное проседание при длительном излиянии лавы или медленном оттоке магмы, без катастрофического взрыва. Такие кальдеры формируются, например, на гавайских щитовых вулканах, где впадина на вершине Килауэа многократно меняла очертания в ходе наблюдений.

Третий механизм — взрывной, или гидротермальный, когда мощный выброс, вызванный взаимодействием магмы с подземными водами, разрушает и выбрасывает значительный объём породы, оставляя воронку. Крупные эксплозивные кальдеры нередко сочетают черты взрывного разрушения и последующего обрушения.

¶Строение и характеристики

Типичная кальдера ограничена крутыми, часто ступенчатыми стенками, сложенными вулканическими породами. Дно впадины может быть плоским или неровным, нередко оно занято озером, а также молодыми вулканическими конусами, гейзерами и фумаролами. Кольцевые разломы, обрамляющие кальдеру, служат путями для подъёма новых порций магмы, поэтому внутри многих кальдер впоследствии вырастают так называемые посткальдерные конусы.

Размеры кальдер варьируются в широких пределах:

С кальдерами связаны так называемые супервулканы — магматические системы, извержения которых способны вызвать кальдерообразование планетарного масштаба.

¶Кальдеры в России

На территории России известно несколько крупных кальдер, прежде всего на Камчатке и Курильских островах.

Кальдера Узон на Камчатке — одна из наиболее изученных. Её диаметр составляет около 9–10 км, возраст оценивается примерно в 40 тысяч лет. Дно кальдеры занято термальными полями, грязевыми котлами и минеральными озёрами; она входит в состав Кроноцкого заповедника.

Кальдера Ксудач на юге Камчатки сформировалась в результате серии извержений, последнее из которых произошло в начале XX века. Внутри неё расположены озёра и вулканические купола.

Кальдера Головнина на острове Кунашир (Курильские острова) образовалась около 10 тысяч лет назад; в ней находятся два озера — Горячее и Кипящее, связанные с активной гидротермальной деятельностью.

На Курилах известны также кальдеры вулканов Медвежий и Заварицкого на острове Симушир.

¶Значение и изучение

Кальдеры представляют интерес для нескольких областей науки и практики. В вулканологии их изучение позволяет реконструировать историю крупных извержений и оценивать связанные с ними риски. С кальдерами связаны геотермальные месторождения: перегретые подземные воды используются для выработки электроэнергии, в частности на Камчатке и в Исландии.

Кальдерные озёра и ландшафты нередко становятся объектами туризма и охраняемыми природными территориями. Кроме того, с кальдерами связаны месторождения ряда полезных ископаемых, включая золото, серебро и цветные металлы, поскольку кольцевые разломы служат каналами для рудоносных растворов.

Изучение крупных кальдер важно и для оценки климатических последствий суперизвержений: выбросы пепла и аэрозолей в стратосферу способны влиять на глобальную температуру на несколько лет.

¶Отличия от сходных форм

Кальдеру следует отличать от кратера, вулканического купола и тектонической впадины. Кратер обычно меньше и формируется на вершине конуса, тогда как кальдера охватывает значительную часть постройки вулкана. Тектонические впадины образуются в результате движений земной коры без прямого участия магматического очага. Иногда кальдеры заполняются водой, образуя озёра, которые по происхождению отличаются от ледниковых или тектонических водоёмов.

Источники: материалы по общей вулканологии, данные Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, описания Кроноцкого заповедника, обзорные работы по геологии Камчатки и Курильских островов.