Измерения потока CO2 часто используются для мониторинга вулканических систем, выяснения причин волнений в вулканах и составления карт подповерхностных структур.
В настоящее время в Таравере (Новая Зеландия) такие измерения неполны, “Этот вулкан возник без предупреждения в 1886 году и образовал трещину длиной в 15 км. Новые измерения потока CO2 в почве и изотопа С в Таравере комбинируются с предыдущими данными из Ротомаханы и Ваймангу (регионы также вдоль фиссуры 1886 года) для определения источника CO2 и понимания текущих путей дегазации, а также количественной оценки выбросов CO2 вдоль всей фиссуры.
Общий объем выбросов CO2 из трещины составляет 1227 t⋅d-1 (742-3398 t⋅d-1 90% доверительного интервала), как и в других регионах вулканической зоны Таупо. Поток CO2 из Ваймангу и Ротомаханы намного выше, чем из Таравера. Вероятно, под влиянием мелкого силикатного тела на глубине и разломов кальдеры Окатайны, увеличивающих проницаемость в южной части трещины. Высоко локализованные области повышенного потока CO2 проходят вдоль трещины и, вероятно, вызваны поперечными разломами, которые фокусируют поток. Одна из этих областей наблюдается на Таравере, которая выделяет ∼1 t⋅d-1 CO2 с содержанием δ13CO2 -5,5 ± 0,5‰. Сравнение с предыдущими наблюдениями показывает, что активность с течением времени снижается. Этот регион подчеркивает пространственную и временную сложность путей дегазации вулканов и тот факт, что подземные структуры осуществляют первичный контроль над величиной потока CO2 по сравнению с поверхностным механизмом (т.е. выброс CO2 через почву или поверхность озера).
Двуокись углерода (CO2) является вторым по распространенности газом, выделяющимся из магмы, и из-за своей низкой растворимости выделяется при относительно высоком давлении (от средней коры до потенциально высокой мантии).
CO2 выделяется, как активно, на поверхности во время извержения, так и пассивно в периоды покоя, либо посредством адвекции в вулканических шлейфах и фумаролах, либо диффузно через озера и почвы.
Для выяснения магматической и гидротермальной системы могут быть нанесены на карту участки повышенного потока CO2, такие, как наличие глубоководных структур или других предпочтительных путей, например, дамб, разломов или переменных геологических единиц.
Кроме того, повторные измерения дегазации CO2 в вулканической зоне могут быть интегрированы с течением времени для мониторинга изменений, позволяя определить потенциальные причины вулканических волнений.
В данном случае, это поток CO2 вдоль трещины длиной в 15 км, образовавшийся в результате извержения вулкана Таравера (Новая Зеландия) 10 июня 1886 года.
При этом взрывном базальтовом извержении трещина прорезалась через ранее существовавшие купола риолита (вулканический комплекс Таравера) на северо-востоке, а на юго-западе трещина пересекала активную гидротермальную систему. После извержения 1886 года образовались кратеры из трещины, заполненной водой. Они образовали озеро Ротомахана и геотермальную систему Ваймангу.
Есть данные, что часть трещины Ваймангу-Ротомахана характеризуется высоким уровнем выбросов CO2 . Эти данные объединены с измерениями потока CO2 в почве в Ваймангу и новыми измерениями потока CO2 и изотопов почвы, собранными на Таравере, вдоль трещины, образовавшейся в результате извержения 1886 года и поверхностного потока CO2 озера Ротомахана. Эти данные используются, чтобы понять источник CO2, исследовать контроль над путями дегазации вдоль трещины 1886 года и рассчитать общие выбросы CO2. Кроме того, это базовое исследование теперь можно сравнить с будущими измерениями, особенно во время вулканических волнений.
Геологические и вулканологические условия
Линейная вентиляционная зона Таравера является одной из двух линейных вентиляционных зон в вулканическом центре Окатайны, который является самым последним активным центром риолита в вулканической зоне Таупо, Новая Зеландия.
Последнее извержение произошло 10 июня 1886 года, которое было базальтовым плинийским извержением. В результате образовалась трещина длиной ∼17 км, и вызвало наибольшее число смертей. В Новой Зеландии в результате извержения этого вулкана погибло 108 человек.
Извержение длилось 5 ч, и трещина простиралась от Таравера на юго-запад до района, который сейчас занимает озеро Ротомахана и геотермальная система Ваймангу.
До эрупции район Ротомахана содержал два небольших озера (Ротомахана и Ротомакаририри) и агломерационные отложения Розовой и Белой террас.
Фреомагматические выбросы произошли и в начале и конце извержения в районе Ваймангу-Ротомахана, а магматические (от стромболонского до платинского по интенсивности) - на самой Таравере во время основной фазы извержения.
До извержения 1886 г. в Таравере не было зарегистрировано никакой тепловой активности. После извержения 1886 года большая часть активности была сосредоточена в Ваймангу и Ротомахане.
В Ротомахане хорошо изучена геотермальная деятельность, состоящая из фумаролей, горячих источников и гейзеров, а также пузырьков в озере.
Ваймангу состоит из горячих источников, кратерных озер (таких как Сковорода и Инферно), пара и измененного грунта, небольших залежей кварца, и с 1886 года здесь происходят гидротермические извержения.
В течение многих месяцев после извержения 1886 г. пар продолжал выделяться из стен трещин на Таравере, но в последнее время активность была относительно небольшой. В 2002 году было описано пять мест в куполах Кратер и Таравера, где пар поднимался из районов теплого грунта и двух фумаролей низкого давления, с температурой 55°C (1973) и 70°C (1980) для фумаролей купола Кратера.
Эти особенности тесно связаны с обнажениями базальтовой дамбы 1886 г., а их местоположение и интенсивность оставались неизменными все это временя. В 1985 г. в глубоком кратере между куполами Руавахия и Таравера имелись два небольших активных вентиляционных отверстия для пара, хотя активность вулкана снижалась.
В научной базе геотермальных и подземных вод ГНС1 перечислены три особенности Тараверы, состоящие из двух регионов парового грунта и одного слабопаристого фумарола, которые расположены в кратере J. На южной окраине Тараверского озера также имеются утечки горячей воды, состоящие из теплых источников (25-30 °C), пузырей газа, повышенной температуры дна озера и области с низким сопротивлением.