Мамонтовая гора наиболее известна своими лыжными трассами, но местность, окружающая этот калифорнийский курорт, считается одной из самых вулканически сложных в Северной Америке. Под ним и вокруг него находится цепь кратеров, лавовых куполов и массивная кальдера, образовавшаяся в результате извержения, выбросившего примерно в 20 раз больше материала, чем самый крупный вулканический взрыв 20-го века.
Этот беспокойный пейзаж теперь привлекает иное внимание. Наряду с геологами, которые следят за текущими опасностями, ученые-планетологи изучают эту территорию на предмет того, что она может рассказать о вулканической активности на Марсе и за его пределами.
Цепь кратеров все еще обретает форму
Кратеры Моно-Иньо образуют цепочку из примерно трех дюжин лавовых куполов, потоков лавы и колец тефры, проходящих между озером Моно и Мамонтовой горой. Всем им менее 10 000 лет, и они хорошо видны на спутниковых снимках Landsat. Это не древняя, погребенная геология. Эта цепочка активно выстраивалась в предыстории человечества.
Кратер Панум, расположенный недалеко от озера Моно, является одним из последних построек. Около 700 лет назад в результате стромболианского извержения вокруг центрального жерла образовалось кольцо пемзы, пепла и обсидиановых фрагментов. Затем лавовый купол поднялся через середину, оставив сооружение в форме концентрического круга, по которому посетители могут ходить и сегодня.
Сама Мамонтовая гора добавляет еще один уровень сложности. Построенный как минимум из 25 перекрывающихся лавовых куполов, его последнее магматическое извержение произошло около 57 000 лет назад, хотя это вряд ли означает, что здесь было тихо. Паровые фреатические извержения и эпизоды беспорядков произошли гораздо позже, и ученые продолжают внимательно за этим наблюдать.
Выбросы CO₂, умирающие деревья и новый подход раннего предупреждения
В 1989 году проникновение магмы под Мамонтовую гору вызвало сейсмическую активность и начало выталкивать вулканический углекислый газ на поверхность. С тех пор газ погибли деревья в нескольких районах вокруг горы — видимый индикатор того, что происходит внизу, на уровне земли. Геологическая служба США постоянно контролирует выбросы CO₂.
НАСА предоставило дополнительную перспективу с воздуха. Исследователи использовали технологию дистанционного зондирования воздуха НАСА, чтобы измерить, как местная экосистема отреагировала на повышенный уровень вулканического CO₂ вокруг Мамонтовой горы. Логика довольно проста: растительность, подвергшаяся стрессу из-за выбросов газа, меняется так, что инструменты могут это обнаружить до появления других предупреждающих знаков.
Более поздние проекты полностью распространили этот подход на другие вулканы. Используя спутниковые снимки, ученые работают над системами, которые могли бы обнаруживать изменения растительности в качестве индикаторов выбросов газа — потенциально предлагая более ранние предупреждения об опасностях, чем может обеспечить только наземный мониторинг.
Супервулкан под кальдерой
Какая бы деятельность ни продолжалась на Мамонтовой горе, она скромна по сравнению с тем, что произошло здесь 760 000 лет назад. Шестидневное извержение выбросило около 150 кубических миль материала и обрушило поверхность хранилища магмы на тысячи футов, оставив после себя Кальдера Лонг-Вэлли — овальная впадина шириной примерно 10 миль и длиной 20 миль.
Для масштаба: этот объем примерно в 20 раз превышает мощность извержения Новарупты на Аляске в 1912 году, которое остается крупнейшим вулканическим событием, зарегистрированным на Земле в 20 веке. Лонг-Вэлли не была извержением привычного масштаба. Это было событие по изменению ландшафта.
Сегодня кальдера ограничена заснеженными хребтами, а Мамонтовая гора расположена недалеко от ее юго-западного края. Озеро Кроули, водохранилище на реке Оуэнс, впадает в впадину на юго-востоке — тихая поверхность над геологией, которая совсем не обычна.
От Калифорнии до Марса: планетарная лаборатория
В 2023 году ученые из полевой группы инструментов Годдарда НАСА провели исследование в кальдере Лонг-Вэлли, задав вопрос, который вышел далеко за пределы Калифорнии: как могли столь же массивные извержения на Марсе, а также на других планетах и лунах изменить эту среду с течением времени?
Вопрос не так абстрактен, как кажется. Марс демонстрирует явные доказательства крупномасштабной вулканической активности в прошлом. понимание последствий кальдерообразующих извержений на Земле обеспечивает основу для интерпретации того, что показывает дистанционное зондирование в других частях Солнечной системы.
Что делает регион Маммот-Лейкс особенно ценным, так это то, что он объединяет несколько различных типов вулканической активности в одну доступную область — активное газовыделение, недавнее строительство лавового купола, супервулканическую кальдеру — каждый из которых имеет аналоги в других мирах.
Дистанционное зондирование и спутниковые методы, разрабатываемые здесь для мониторинга опасностей, могут в конечном итоге служить обеим целям одновременно. Методы, усовершенствованные для обнаружения ранних признаков беспорядков вокруг сообществ на Земле, также могут стать инструментами для чтения вулканической истории, написанной на поверхности Марса, Луны или ледяных спутников внешней Солнечной системы.
По мере совершенствования спутниковых возможностей и накопления полевых исследований регион Лонг-Вэлли, вероятно, останется полигоном для обеих миссий. Ученые, наблюдающие за следующим эпизодом сейсмичности или потока CO₂ под Мамонтовой горой, и ученые, реконструирующие вулканическое прошлое другой планеты, могут обнаружить, что опираются на одни и те же данные, те же инструменты и тот же необычный участок калифорнийской местности.
