솔턴 뷰츠 화산
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1. 개요
솔턴 뷰츠는 캘리포니아주 임페리얼 카운티에 위치한 5개의 용암 돔으로, 주변 지형보다 높이 솟아 있으며, 총 7km 길이의 사슬을 형성한다. 이 화산들은 플리오세 이후 샌 안드레아스 단층 남쪽의 열곡대에서 발생한 화산 활동으로 형성되었으며, 지열 지대와 관련되어 지열 발전을 위한 탐사가 이루어졌다. 솔턴 뷰츠는 1,800년에서 2,300년 사이에 형성되었으며, 흑요석은 고대 유적에서 발견될 정도로 널리 거래되었다. 이 지역은 화산 활동의 위험이 있으며, 캘리포니아 화산 관측소에서 감시하고 있다.
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| 솔턴 뷰츠 화산 - [지명]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 지리 정보 | |
| 위치 | 캘리포니아 |
| 일반 정보 | |
| 이름 | 솔턴 뷰츠 |
| 다른 이름 | 닐랜드 필드 |
| 종류 | 종상 화산 |
| 해발 고도 | -40 |
| 화산 활동 | |
| 마지막 분화 | 기원전 6450년 |
2. 지형 및 지리
솔턴 뷰츠는 캘리포니아주 임페리얼 카운티에 위치한 5개의 용암 돔으로, 주변 지형 위로 30~40m 솟아 있다. 각 봉우리는 너비가 1km를 넘지 않지만, 함께 7km 길이의 사슬을 형성한다. 북쪽에서 남쪽으로 멀렛 섬, 노스 레드 힐, 사우스 레드 힐, 록 힐, 옵시디언 뷰트라고 불린다.
솔턴 뷰츠 주변에는 닐랜드와 캘리파트리아 마을이 위치하며, 팜스프링스는 북서쪽으로 약 145km 떨어져 있다. 알라모 강은 솔턴 뷰츠 사이로 솔턴 해로 흘러든다.
솔턴 뷰츠는 용암 돔으로, 점성이 강한 용암이 화산 통풍구에서 솟아오르면서 형성되었다. 옵시디언 뷰트는 용암류로 둘러싸여 있으며, 멀렛 아일랜드는 특징적인 박리 절리를 가지고 있다. 레드 힐에는 채석장, 마리나 및 트레일러 공원이 있으며, 옵시디언 뷰트는 광범위하게 채석되어 원래 모습의 대부분을 잃었다.
과거 솔턴 해의 수위 변화로 인해 섬이었던 곳이 반도로 바뀌는 등 지형 변화가 있었다. 레드 힐은 레드 아일랜드라고도 불리며, 레드 아일랜드와 멀렛 아일랜드는 2005년에 모두 섬이었다. 2018년 기준으로, 멀렛 아일랜드는 반도이다. 다른 돔들도 때때로 섬이었으며, 파도는 이전 해안선을 따라 침식 테라스를 형성했다.
푸마롤 지대는 솔턴 뷰츠와 관련이 있다. 이 지대는 그리폰과 살세로 특징지어진다. 이들은 이산화 탄소와 수증기, 그리고 암모니아와 황화 수소를 배출한다.
솔턴 뷰츠와 관련된 지열 지대가 있다. 이곳은 지구상에서 가장 크고 따뜻한 곳 중 하나이며, 깊이 1.5-2.5km에서 온도가 360°C에 달한다. 이 지대는 지열 발전을 위해 탐사되었으며, 현재 임페리얼 밸리 지열 프로젝트의 11개 지열 발전소가 432 메가와트의 전력을 생산할 수 있는 능력을 갖추고 있다.
2. 1. 푸마롤 지대
3. 지질
플리오세 이후, 솔턴 트로프와 캘리포니아만은 샌 안드레아스 단층 남쪽에 활발한 열곡대를 형성해 왔다. 열곡대에서는 해저 확장이 진행 중이며, 화산 활동, 지열 활동, 활발한 단층 (임페리얼 단층, 샌 안드레아스 단층 및 샌 자신토 단층) 작용과 빠른 퇴적이 동반된다.
500만 년 전부터 콜로라도강 삼각주의 퇴적물 축적으로 인해 솔턴 트로프 지역은 실제 캘리포니아만과 분리되었고, 현재 해수면 아래 40m 깊이에 달하는 큰 함몰을 형성했다. 이 함몰은 풀어파트 분지이다. 이 함몰은 샌 안드레아스 단층과 샌 자신토 단층(브라울리 지진대에 의해 연결됨)의 다양한 지류 사이에 형성되었다. 솔턴 트로프는 여전히 3mm/year의 속도로 활발하게 침강하고 있으며, 트로프 중심 지역에서는 4-8mm/year로 증가하고 있다.
제4기 화산 중심지가 이 지역에 다수 형성되었는데, 여기에는 세로 프리토, 콘사그 바위, 산 루이스 섬, 토르투가 섬, 솔턴 뷰츠, 이러한 화산 중 가장 큰 시에라 피나카테가 포함된다. 강한 지열 활동 또한 관찰되었으며, 솔턴 트로프 단독으로 다섯 개의 지열 발전소(브라울리-메스키트, 세로 프리토, 이스트 메사, 헤버 및 솔턴 호)를 보유하고 있다. 이 다섯 개 발전소는 총 열출력이 1000-10000MW이다. 이 열 출력의 일부는 지열 발전을 위해 사용되며, 연간 생산량은 1-3TWh/year이다.
솔턴 뷰츠 화산은 콜로라도강 삼각주의 제4기 퇴적물 위에 형성되었다. 그 아래에는 기저는 이암, 사암, 실트스톤과 같이 호수와 강에 의해 퇴적된 퇴적물로 형성된 암석이다. 5km 두께의 상층 아래에는 퇴적물의 수열 변질과 열변성 작용으로 형성된 변성암 녹색 편암 암석이 있으며, 그 아래에는 18-10km 깊이에 섬록암 암석이 있다. 다이아베이스와 관입된 유문암도 퇴적물에서 확인되었다.
멀렛 섬을 제외한 모든 솔턴 뷰츠는 눈에 띄는 자기 이상을 가진 선형 특징인 선형 구조 위에 발달했다. 화산은 공통의 공급원 다이크를 공유하는 것으로 보인다. 이 다이크는 샌 안드레아스 단층을 캘리포니아만과 연결하는 변환 단층을 따라 깊숙이 자리 잡은 인장력 과정에 연결될 수 있다. 화산과 지열 발전소의 열원 출처는 불분명하다. 깊은 고철질과 얕은 조면암질 원천이 모두 제안되었다. 솔턴 뷰츠 아래 지역의 지진 토모그래피는 맨틀에서 비정상적으로 낮은 지진 속도를 가진 지역을 확인했는데, 이는 해당 지역의 더 높은 온도와 일치할 것이다.
3. 1. 지질 구조
솔턴 뷰츠 화산은 콜로라도강 삼각주의 제4기 퇴적물 위에 형성되었다. 기저(Bedrock)는 이암, 사암, 실트스톤과 같이 호수와 강에 의해 퇴적된 퇴적물로 형성된 암석이다. 이 퇴적층 아래에는 변성암인 녹색 편암 암석이 있으며, 더 깊은 곳에는 섬록암 암석이 있다.솔턴 뷰츠는 샌 안드레아스 단층 남쪽에 활발한 열곡대를 형성해 왔으며, 이곳은 해저확장이 진행 중이며, 화산, 지열 활동 및 단층작용이 진행되고 있다. 5백만년전부터 콜로라도강 삼각주의 퇴적물 축적으로 솔턴 트로프 지역은 캘리포니아 만과 분리되었고, 현재 해수면 아래 40m 깊이에 달하는 큰 함몰을 형성했다.
화산은 공통의 공급원 암맥(Dike)을 공유하는 것으로 보이며, 이는 샌 안드레아스 단층을 캘리포니아만과 연결하는 변환 단층을 따라 깊숙이 자리 잡은 인장력 과정과 연결될 수 있다.
3. 2. 암석 구성
솔턴 뷰츠의 돔들은 알칼리성이며 칼슘이 부족한 유문암으로 형성되고, 칼륨이 풍부하다. 희귀한 반정으로는 각섬석, 사장석, 인회석, 단사휘석, 일메나이트, 자철석, 사방휘석, 석영, 지르콘 등이 있다. 이러한 화산암의 동위원소 조성은 솔턴 트로프 퇴적암의 조성과 다르다.
옵시디안 뷰트의 흑요석은 멀리 떨어진 고고학 유적지에서 확인될 정도로 널리 거래되었다. 콜로라도 사막의 유적지, 샌디에고 카운티 전역, 북부 멕시코와 미국 남서부 전역에서 발견되었다. 옵시디안 뷰트가 형성되기 전에는, 이 지역 사람들은 코소 화산 지대의 흑요석을 사용했다.
마그마 형성 과정은 논쟁의 여지가 있으며, 수열 변질된 암석의 동화, 분별 결정 작용, 부분 용융 등 여러 과정이 거론된다. 한 모델은 지속적으로 활성화된 깊은 마그마 저장소의 존재를 가정하며, 이는 전구체 마그마를 생성하고 간헐적으로 이를 얕은 마그마 저장소로 전달하여 유문암을 형성한다.
화산암에서 발견되는 포획암에는 화강암, 그래노파이어, 변성 퇴적암과 톨레아이트가 있으며, 종종 화산 시스템과의 상호 작용으로 심하게 변질된다. 이러한 현무암 중 일부는 캘리포니아만과 동태평양 해령의 활성 열곡대에서 발견되는 현무암과 유사하다.
4. 분화 역사
대부분의 뷰트는 1,800년에서 2,300년 사이에 형성되었지만, 멀렛 섬은 5,000년 더 오래되었을 수 있다. 글로벌 화산 활동 프로그램에 따르면, 멀렛 섬은 기원전 290년 ± 100년에, 옵시디언 뷰트는 서기 10년 ± 100년에, 다른 뷰트들은 서기 210년 ± 100년에 형성되었다. 만약 멀렛 섬이 다른 뷰트들과 동시에 형성되었다면, 솔턴 뷰트를 형성한 분화 에피소드는 500년을 넘지 않았을 것이다. 현재, 솔턴 뷰트의 화산암의 균열로부터 휴화산 활동이 발생하고 있으며 지진 활동은 지열 지대에서 기록되었다.
솔턴 뷰츠의 다양한 연대는 여러 연대 측정 기술을 통해 추정되었다. 옵시디언 뷰트의 초기 칼륨-아르곤 연대 측정법 결과는 55,000 – 16,000년 전 시점이었지만 이 추정치는 나중에 33,000 ± 35,000년 전이라는 또 다른 연대 추정치로 대체되었다. 다른 제안된 연대는 33,000 ± 18,000년 전과 10,000년 미만이었으며, 고지자기 연대 측정 방법은 솔턴 뷰츠가 세로 프리토 또는 시에라 피나카테의 크레이터 엘레간테와 동시에 활동하지 않았다고 결론지었다. 솔턴 뷰츠의 지하 화산암은 380만 ± 40만 년 전, 96만 ± 19만 년 전, 479,000 – 420,000년 전으로 연대가 측정되었지만 일부 화강암은 훨씬 더 최근에 형성되었으며 지구상에서 가장 젊은 화강암에 속한다.
화산암과 제노리스에서 발견된 지르콘의 방사성 연대 측정, 그리고 다른 방법들은 화산 활동이 훨씬 더 최근, 즉 최신 플라이스토세-홀로세에 일어났음을 시사했다. 이 최근 결론은 작은 돔이 퇴적률이 높은 환경에 위치해 너무 오래되었다면 매몰되었을 것이라는 사실과 옵시디언 뷰트의 흑요석이 후기 홀로세의 고고학 유적지에서만 발견된다는 사실에 의해 뒷받침되었다. 솔턴 뷰츠의 흑요석 수화 연대 측정 결과 8,400 - 2,500년 전의 연대가 나왔고, 옵시디언 뷰트의 열 발광 연대 측정은 3,300 ± 500년 전의 연대를 나타냈으며, 이 두 연대 모두 최근의 연대를 의미한다. 옵시디언 뷰트의 더욱 최근 연대는 기원전 490년이다. 옵시디언 뷰트의 정확한 연대 발견은 고고학적으로 중요한데, 고고학 유적지에 옵시디언 뷰트 흑요석이 존재한다는 것은 해당 유적지가 옵시디언 뷰트의 분화 이후에 존재해야 함을 의미하기 때문이다. 옵시디언 뷰트와 레드 힐의 매설은 5세기 미만의 짧은 시간 간격으로 발생했을 가능성이 있다. 옵시디언 뷰트 유물의 C-14 연대 측정을 바탕으로, 이 유물을 채취한 기간이 기원전 510년부터 서기 640년 사이라는 것이 밝혀졌으며, 이는 옵시디언 뷰트의 접근 가능 시기를 더욱 명확히 보여준다.
4. 1. 분화 순서
대부분의 솔턴 뷰츠는 1,800년에서 2,300년 사이에 형성되었지만, 멀렛 섬은 5,000년 더 오래되었을 수 있다. 글로벌 화산 활동 프로그램에 따르면, 멀렛 섬은 기원전 290년 ± 100년에, 옵시디언 뷰트는 서기 10년 ± 100년에, 다른 뷰트들은 서기 210년 ± 100년에 형성되었다. 만약 멀렛 섬이 다른 뷰트들과 동시에 형성되었다면, 솔턴 뷰트를 형성한 분화 에피소드는 500년을 넘지 않았을 것이다. 현재, 솔턴 뷰트의 화산암의 균열로부터 휴화산 활동이 발생하고 있으며 지진 활동은 지열 지대에서 기록되었다.돔은 분출성 분화에 의해 형성되었지만, 적어도 옵시디언 뷰트와 사우스 레드 힐은 폭발성 분화를 겪었으며, 옵시디언 뷰트에서는 분출성 분화 단계에 앞서 발생했다. 이러한 폭발성 분화는 이 지역의 시추 코어에서 발견되었고 채석되기도 한 부석과 테프라를 퇴적시켰다. 세로 프리토에서 더 남쪽에 위치한 응회암은 솔턴 뷰츠와 연관되어 있지만, 그 거리가 멀어 이러한 연관성은 의문시된다.
솔턴 뷰츠는 형성된 후 때때로 카우일라 호수(솔턴 해가 형성되기 전 이 지역에 존재했던 호수이다.)에 잠겨 파식대가 형성되었으며 옵시디언 뷰트의 흑요석에 접근할 수 없게 되었다. 그러나 사우스 레드 힐만 수중에서 분화한 것으로 보인다. 호수에서 형성된 부석 뗏목은 현재 그 이전의 해안선에 보존되어 있다. 풍성 퇴적물과 호성 퇴적물도 돔에 퇴적되었다.
5. 화산 위험성
솔턴 뷰츠의 홀로세 화산 폭발 발견은 이 지역의 화산 위험에 대한 관심을 불러일으켰다. 캘리포니아 화산 관측소(California Volcano Observatory)에서 미래의 화산 활동 가능성을 감시하고 있다. 지구물리학적 증거는 액체 마그마가 여전히 솔턴 뷰츠 아래에 존재한다는 것을 보여준다. 과거에 화산이 분화한 적이 있고, 현재 불안정한 상태이며, 인구 밀도가 높은 지역(2010년 기준 약 2,518명이 이 지역에 거주)이 있기 때문에, 솔턴 뷰츠는 위험도가 높은 화산으로 간주된다. 미래의 분화는 화구에서 10 km 이내의 사람들을 위험에 빠뜨릴 수 있는 화쇄류와 화쇄 사류를 발생시킬 수 있다. 이 지역은 지진계로 감시되고 있으며, 가스 배출과 온천에 대한 주기적인 표본 추출이 이루어지고 있다. 화산 위험 지도가 있지만, 아직 불완전하다.
6. 한국과의 관계
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