Identification of tephra horizons in a glacier on the Ushkovsky volcano (Kamchatka)

Identification of tephra and its allocation (association) with known eruptive events allows obtainng chronostratigraphic markers, on the basis of which an age scale for dating glacial strata can be developed. To determine the sources of ash in the ice core obtained in 2022 during drilling of glacier...

Full description

Bibliographic Details
Main Authors: N. Gorbach V., T. Philosofova M., V. Mikhalenko N., Н. Горбач В., Т. Философова М., В. Михаленко Н.
Other Authors: We are grateful to M. V. Portnyagin (GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research), and V. D. Shcherbakov (Lomonosov Moscow State University) for providing standard samples of volcanic and synthetic glass that allowed us to evaluate the capabilities of analysis on the Vega 3 Tescan instrument. The work was supported by RSF grant 22-17-00159 “Reconstruction of environmental conditions in Kamchatka over the last millennium based on studies of glacial cores and other indirect data”, analytical studies were carried out within the framework of the research project No. 0282-2019-0004 of the Institute of Volcanology and Seismology of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences., Авторы признательны М. В. Портнягину (GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research) и В. Д. Щербакову (Мг У им. М. В. Ломоносова) за предоставление международных аттестованных образцов вулканических и синтетических стёкол, позволивших оценить возможности анализа на приборе Vega 3 Tescan. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ 22-17-00159 “Реконструкция условий окружающей среды на Камчатке за последнее тысячелетие на основе исследований ледникового керна и других косвен ных данных”, аналитические исследования проведены в рамках темы НИР № 0282-2019-0004 Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН.
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:Russian
Published: IGRAS 2024
Subjects:
tephra;volcanic glass;ice core;energy dispersive analysis
Ushkovsky volcano;Kamchatka
тефра;вулканическое стекло;ледовый керн;энергодисперсионный анализ
вулкан Ушковский;Камчатка
ice core
Kamchatka
КАМЧАТК*
Online Access:https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/1362
https://doi.org/10.31857/S2076673424010053
id ftjias:oai:oai.ice.elpub.ru:article/1362
record_format openpolar
institution Open Polar
collection Ice and Snow
op_collection_id ftjias
language Russian
topic tephra;volcanic glass;ice core;energy dispersive analysis
Ushkovsky volcano;Kamchatka
тефра;вулканическое стекло;ледовый керн;энергодисперсионный анализ
вулкан Ушковский;Камчатка
spellingShingle tephra;volcanic glass;ice core;energy dispersive analysis
Ushkovsky volcano;Kamchatka
тефра;вулканическое стекло;ледовый керн;энергодисперсионный анализ
вулкан Ушковский;Камчатка
N. Gorbach V.
T. Philosofova M.
V. Mikhalenko N.
Н. Горбач В.
Т. Философова М.
В. Михаленко Н.
Identification of tephra horizons in a glacier on the Ushkovsky volcano (Kamchatka)
topic_facet tephra;volcanic glass;ice core;energy dispersive analysis
Ushkovsky volcano;Kamchatka
тефра;вулканическое стекло;ледовый керн;энергодисперсионный анализ
вулкан Ушковский;Камчатка
description Identification of tephra and its allocation (association) with known eruptive events allows obtainng chronostratigraphic markers, on the basis of which an age scale for dating glacial strata can be developed. To determine the sources of ash in the ice core obtained in 2022 during drilling of glacier in the crater of the Ushkovsky volcano in Kamchatka, the chemical composition of volcanic glass in individual ash particles was analyzed. The accuracy of determination of the volcanic glass composition was verified by analyzing of international standard samples of volcanic and synthetic glass. Based on a comparison of the data we obtained with published data on the composition of tephra glasses from the present-day eruptions in Kamchatka, we determined affiliation of each tephra horizon to specific volcano-source. We have found that the main source of tephra in the ice core of the Ushkovsky Glacier is the Kliuchevskoi volcano, which is the closest and the most productive one among the Kamchatka volcanoes. Ash particles from Bezymyannyi volcano were identified in two horizons. A mixed population of particles was found in one of the horizons, including the ash particles from volcanoes Kizimen, Kliuchevskoi and Bezymyannyi. Analysis of published data on the chronology and distribution of ash plumes from known eruptive events made it possible to confidently correlate the tephra horizon at a depth of 762–777 cm with the initial phase of the eruption of the Kizimen volcano in late 2010–early 2011. Ash from the uppermost tephra buried in the glacier at depths of 89–94 cm belongs to the Bezymyannyi volcano eruption, which the most likely occurred in October 2020. Single particles with rhyolitic composition of glass in the sample from the depth of 348–354 cm may belong to the eruption of the Shiveluch volcano in December 2018. The results of our work can be used on further studying of the ice core from the Ushkovsky volcano, in particular for comparison and correlation with the chronostratigraphic data obtained by ...
author2 We are grateful to M. V. Portnyagin (GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research), and V. D. Shcherbakov (Lomonosov Moscow State University) for providing standard samples of volcanic and synthetic glass that allowed us to evaluate the capabilities of analysis on the Vega 3 Tescan instrument. The work was supported by RSF grant 22-17-00159 “Reconstruction of environmental conditions in Kamchatka over the last millennium based on studies of glacial cores and other indirect data”
analytical studies were carried out within the framework of the research project No. 0282-2019-0004 of the Institute of Volcanology and Seismology of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences.
Авторы признательны М. В. Портнягину (GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research) и В. Д. Щербакову (Мг У им. М. В. Ломоносова) за предоставление международных аттестованных образцов вулканических и синтетических стёкол, позволивших оценить возможности анализа на приборе Vega 3 Tescan. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ 22-17-00159 “Реконструкция условий окружающей среды на Камчатке за последнее тысячелетие на основе исследований ледникового керна и других косвен ных данных”
аналитические исследования проведены в рамках темы НИР № 0282-2019-0004 Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН.
format Article in Journal/Newspaper
author N. Gorbach V.
T. Philosofova M.
V. Mikhalenko N.
Н. Горбач В.
Т. Философова М.
В. Михаленко Н.
author_facet N. Gorbach V.
T. Philosofova M.
V. Mikhalenko N.
Н. Горбач В.
Т. Философова М.
В. Михаленко Н.
author_sort N. Gorbach V.
title Identification of tephra horizons in a glacier on the Ushkovsky volcano (Kamchatka)
title_short Identification of tephra horizons in a glacier on the Ushkovsky volcano (Kamchatka)
title_full Identification of tephra horizons in a glacier on the Ushkovsky volcano (Kamchatka)
title_fullStr Identification of tephra horizons in a glacier on the Ushkovsky volcano (Kamchatka)
title_full_unstemmed Identification of tephra horizons in a glacier on the Ushkovsky volcano (Kamchatka)
title_sort identification of tephra horizons in a glacier on the ushkovsky volcano (kamchatka)
publisher IGRAS
publishDate 2024
url https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/1362
https://doi.org/10.31857/S2076673424010053
genre ice core
Kamchatka
КАМЧАТК*
genre_facet ice core
Kamchatka
КАМЧАТК*
op_source Ice and Snow; Том 64, № 1 (2024); 66-80
Лёд и Снег; Том 64, № 1 (2024); 66-80
2412-3765
2076-6734
op_relation https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/1362/706
Влодавец В. И., Пийп Б. И. Каталог действующих вул­канов Камчатки // Бюллетень вулканологических станций. М.: АН СССР, 1957. № 25. С. 5–95.
Гирина О. А., Лупян Е. А., Сорокин А. А., Мельни­ков Д. В., Романова И. М., Кашницкий А. В., Ува­ров И. А., Мальковский С. И., Королев С. П., Ма­невич А. Г., Крамарева Л. С. Комплексный мо­ниторинг эксплозивных извержений вулканов Камчатки / Отв. ред. О. . ирина. Петропав­ловск-Камчатский: ИВиС ДВОРАН, 2018. 192 с.
Гирина О. А., Маневич А. Г., Мельников Д. В., Нужда­ев А. А., Демянчук Ю. В. Активность вулканов Камчатки в 2013 г. // Вулканизм и связанные с ним процессы. Материалы региональной кон­ференции, посвящ. Дню вулканолога, 27–28 мар­та 2014 г. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВОРАН, 2014. С. 38–45.
Гирина О. А., Горбач Н. В., Давыдова В. О., Мельни­ков Д. В., Маневич Т. М., Маневич А. Г., Демян­чук Ю. В. Эксплозивное извержение вулкана Безымянный 15 марта 2019 г. и его продукты // Вулканология и сейсмология. 2020. № 6. С. 50–66. https://doi.org/10.31857/S0203030620060139
Гирина О. А., Мельников Д. В., Маневич А. Г. Нужда­ев А. А., Романова И. М., Лупян Е. А., Кашниц­кий А. В., Сорокин А. А., Крамарева Л. С. Экспло­зивное извержение вулкана Безымянный 21 ок­тября 2020 г. // Вулканизм и связанные с ним процессы. Материалы XXIV ежегодной науч. конф., посвящ. Дню вулканолога, 29–30 марта 2021 г. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВОРАН, 2021. С. 29–31.
Горбач Н. В., Портнягин М. В., Философова Т. М. Ди­намика роста экструзивного купола и вариации химического и минералогического составов ан­дезитов вулкана Молодой Шивелуч в 2001–2013 гг. // Вулканология и сейсмология. 2016. № 6. С. 37– 61. https://doi.org/10.7868/S0203030616060031
Горбач Н. В., Плечова А. А., Маневич Т. М., Портня­гин М. В., Философова Т. М., Самойленко С. Б. Со­став вулканических пеплов и динамика извер­жения вулкана Жупановский в 2013–2016 гг. // Вулканология и сейсмология. 2018. № 3. С. 3–20. https://doi.org/10.7868/S020303061803001X
Горбач Н. В., Философова Т. М., Мельников Д. В., Ма­невич Т. М. Состав вулканических стёкол в про­дуктах вершинного извержения и побочного прорыва им. Г. С. оршкова на вулкане Клю­чевской в 2020–2021 гг.: сравнительный анализ и интерпретация // Вулканология и сейсмология. 2022. № 2. С. 28–37. https://doi.org/10.31857/S0203030622010035
Гущенко И. И. Извержения вулканов мира. Каталог / Отв. ред. К. Н. Рудич. М.: Наука, 1979. 476 с.
Малик Н. А., Максимов А. П., Ананьев В. В. Изверже­ние вулкана Кизимен в 2010–2012 гг. и его про­дукты // Материалы региональной конф. “Вул­канизм и связанные с ним процессы”, посвящ. Дню вулканолога, 29–30 марта 2012 г. Петро­павловск-Камчатский: ИВиС ДВОРАН, 2012. С. 64–70.
Маневич А. Г., Гирина О. А., Мельников Д. В., Нужда­ев А. А., Демянчук Ю. В., Котенко Т. А. Активность вулканов Камчатки и Курил в 2018 г. // Вулканизм и связанные с ним процессы. Материалы XXII Всеросс. науч. конф., посвящ. Дню вулканолога, 28–29 марта 2019 г. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВОРАН, 2019. С. 28–31.
Мельников Д. В., Двигало В. Н., Мелекесцев И. В. Извержение 2010–2011 гг. камчатского вулка­на Кизимен: динамика эруптивной активности и геолого-геоморфологический эффект (на ос­нове данных дистанционного зондирования) // Вест. КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле. 2011. № 2. С. 87–101.
Муравьев Я. Д., Овсянников А. А., Шираива Т. Деятель­ность вулканов Северной группы по данным бу­рения в кратерном леднике (Вулкан Ушковский, Камчатка) // Вулканология и сейсмология. 2007. № 1. С. 47–57.
Озеров А. Ю., Гирина О. А., Жаринов Н. А., Белоу­сов А. Б., Демянчук Ю. В. Извержения вулканов Северной группы Камчатки в начале XXІ века // Вулканология и сейсмология. 2020. № 1. С. 3–19. https://doi.org/10.31857/S0203030620010058
Озеров А. Ю. Ключевской вулкан: вещество, динами­ка, модель. М.: ГЕОС, 2019. 306 c.
Пономарева В. В., Портнягин М. В., Мельников Д. В. Состав тефры современных (2009–2011 гг.) извер­жений вулканов Камчатки и Курильских остро­вов // Вест. КРАУНЦ. Науки о Земле. 2012. № 2. Вып. № 49. С. 5–9.
Abbot P. M., Davies S. M. Volcanism and the Green­land ice-cores: the tephra record // Earth-Science Reviews. 2012. V. 115. № 3. P. 1730191. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2012.09.001
Auer A., Belousov A., Belousova M. Deposits, petrology and mechanism of the 2010–2013 eruption of Kizimen volcano in Kamchatka, Russia // Bulletin of Volcan­ology. 2018. V. 80. № 33. https://doi.org/10.1007/s00445–018–1199-z
Cole-Dai J., Mosley-Thompson E., Wight S. P., Thomp­son L. G. A 4100-year record of explosive volcanism from an East Antarctica ice core // Journ. of Geophys. Research. 2000. V. 105. P. 24431–24441. https://doi.org/10.1029/2000JD90025
Cook E., Portnyagin M., Ponomareva V., Bazanova L., Anders S., Garbe-Schönberg D. First identifica­tion of cryptotephra from the Kamchatka Peninsu­la in a Greenland ice core: Implications of a wide­spread marker deposit that links Greenland to the Pacific northwest // Quaternary Science Reviews. 2018. V. 181. P. 200–206. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2017.11.036
Cook E., Abbott P. M., Pearce N. Mojtabavi S., Svensson A., Bourne A. J., Rasmussen S. O., Seierstad I. K., Vinther Bo.M., Harrison J., Street E., Steffensen J. P., Wil­helms F., Davies S. M. Volcanism and the Greenland ice cores: A new tephrochronological framework for the last glacial-interglacial transition (LGIT) based on cryptotephra deposits in three ice cores // Quaternary Science Reviews. 2022. V. 292. P. 107596. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2022.107596
Davydova V. O., Shcherbakov V. D., Plechov P. Y., Koulak­ov I. Y. Petrological evidence of rapid evolution of the magma plumbing system of Bezymianny volcano in Kamchatka before the December 20th, 2017 eruption // Journ. of Volcanology and Geothermal Research. 2022. V. 421. P. 107422. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2021.107422
Fiacco Jr., Thordarson R. J. T., Germani M. S., Self S., Palais J. M., Whitlow S, Grootes P. M. Atmospheric aerosol loading and transport due to the 1783–84 Laki eruption in Iceland, interpreted from ash particles and acidity in the GISP2 ice core // Quaternary Research. 1994. V. 42 (3). P. 231–240.
Girina O. A. Chronology of Bezymianny Volcano activ­ity, 1956–2010 // Journ. of Volcanology and Geo­thermal Research. 2013. V. 263. P. 22–41. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2013.05.002
Gorbach N. V., Philosofova T.M, Portnyagin M. V. Amphi­bole record of 1964 plinian and following dome-form­ing eruptions of Shiveluch volcano, Kamchatka // Journ. of Volcanology and Geothermal Research. 2020. V. 407. P. 107108. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2020.107108
Jarosewich E., Nelen J. A., Norberg J. A. Reference Sam­ples for Electron Microprobe Analysis // Geostand. Newsletters. 1980. V. 4. P. 43–47.
Jochum K. P., Stoll B., Herwig K., Willbold M., Hof­mann A. W., Amini M., Aarburg S., Abouchami W., Hel­lebrand E., Mocek B., Raczek I., Stracke A., Alard O., Bouman C., Becker S., Dücking M., Brätz H., Klemd R., de Bruin D., Canil D., Cornell D., de Hoog C.-J., Dalpé C., Danyushevsky L., Eisenhauer A., Gao Y., Snow J. E., Groschopf N., Günther D., Latkoczy Ch., Guillong M., Hauri E. H., Höfer H. E., Lahaye Y., Horz K., Jacob D. E., Kasemann S. A., Kent A. J.R., Ludwig T., Zack T., Mason P. R.D., Meixner A., Ros­ner M., Misawa K., Nash B. P., Pfänder J., Pre­mo W. R., Sun W. D., Tiepolo M., Vannucci R., Venne­mann T., Wayne D., Woodhead J. D. MPI-DING ref­erence glasses for in situ microanalysis. New reference values for element concentrations and isotope ratios // Geochem Geophys Geosystem. 2006. V. 7. № 2. P. Q02008. https://doi.org/10.1029/2005GC001060
Jochum K. P., Willbold M., Raczek I., Stoll B., Herwig K. Chemical characterisation of the USGS reference glasses GSA‑1G, GSC‑1G, GSD‑1G, GSE‑1G, BCR‑2G, BHVO‑2G and BIR‑1G using EPMA, ID-TIMS, ID-ICPMS and LA-ICPMS // Geostand­ards and Geoanalytical Research. 2005. V. 29. № 3. P. 285–302. https://doi.org/10.1111/j.1751-908X.2005.tb00901.x
Kuehn S. C., Froese D. G., Shane P. A. The INTAV inter­comparison of electron-beam microanalysis of glass by tephrochronology laboratories: results and rec­ommendations // Quaternary International. 2011. V. 246. № 1–2. P. 19–47. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2011.08.022
Lane C. S., Brauer A., Blockley S. P. E., Dulskim P. Volcan­ic ash reveals time-transgressive climate change dur­ing the Younger Dryas // Geology. 2013. V. 41. № 12. P. 1251–1254. https://doi.org/10.1130/G34867.1
Le Bas M. J., Le Maitre R. W., Streckeisen A., Zanettin B. A chemical classification of volcanic rocks based on the total alkali-silica diagram // Journ. of Petrolo­gy. 1986. V. 27. P. 745–750. https://doi.org/10.1093/petrology/27.3.745
Lin J., Svensson A., Hvidberg C. S., Lohmann J., Kristiansen S., Dahl-Jensen D., Steffensen J. P., Rasmussen S. O., Cook E., Kjær H. A., Vinther B. M. Magnitude, fre­quency and climate forcing of global volcanism dur­ing the last glacial period as seen in Greenland and Antarctic ice cores (60–9 ka) // Climate of the Past. 2022. V. 18. № 3. P. 485–506.
Lowe D. J., Pearce N. J., Jorgensen M. A., Kuehn S. C., Tryon C. A., Hayward C. L. Correlating tephras and cryptotephras using glass compositional analyses and numerical and statistical methods: review and eval­uation // Quaternary Science Reviews. 2017. V. 175. P. 1–44.
Lowe J., Barton N., Blockley S., Ramsey Ch.B., Cullen V. L., Davies W., Gamble C., Grant K., Hardiman M., Hou­sley R., Lane Ch.S., Lee Sh., Lewis M., MacLeod A., Menzies M., Müller W., Pollard M., Price C., Rob­erts A. P., Rohling E. J., Satow C., Smith V. C., String­er C. B., Tomlinson E. L., White D., Albert P., Arien­zo I., Barker G., Borić D., Carandente A., Civetta L., Ferrier C., Guadelli J.-L., Karkanas P., Koumouze­lis M., Müller U. C., Orsi G., Pross J., Rosi M., Shala­manov-Korobar L., Sirakov N., Tzedakis P. C. Volcan­ic ash layers illuminate the resilience of Neanderthals and early modern humans to natural hazards // Proc. of the National Academy of Sciences. 2012. V. 109. № . 34. P. 13532–13537.
Melnikov D., Volynets A. O. Remote sensing and petro­logical observations on the 2012–2013 fissure erup­tion at Tolbachik volcano, Kamchatka: Implications for reconstruction of the eruption chronology // Journ. of Volcanology and Geothermal Research. 2015. V. 307. P. 89–97. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2015.09.025
Mikhalenko V. N., Kutuzov S. S., Toropov P. A., Legrand M., Sokratov S. A., Chernyakov G. A., Lavrentiev I. I., Pre­unkert S., Kozachek A., Vorobiev M. A., Khairedino­va A. G., Lipenkov V. Ya. Accumulation rates over the past 260 years archived in Elbrus ice core, Caucasus // Climate of the Past. Discussions. 2023. https://doi.org/10.5194/cp-2023-46
Plunkett G., Sigl M., McConnell J.R., Pilcher J. R., Chell­man N. J. The significance of volcanic ash in Green­land ice cores during the Common Era // Quaternary science reviews. 2023. V. 301. P. 107936. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2022.107936
Ponomareva V., Portnyagin M., Pevzner M., Blaauw M., Kyle Ph., Derkachev A. Tephra from andesitic Shive­luch volcano, Kamchatka, NW Pacific: chronology of explosive eruptions and geochemical fingerprinting of volcanic glass // Intern. Journ. of Earth Sciences. 2015. V. 104. № . 5. P. 1459–1482. https://doi.org/10.1007/s00531-015-1156-4
Ponomareva V., Pendea I. F., Zelenin E., Portnyagin M., Gorbach N., Pevzner M., Plechova A., Derkachev A., Rogozin A., Garbe-Schönberg D. The first continu­ous late Pleistocene tephra record from Kamchatka Peninsula (NW Pacific) and its volcanological and paleogeographic implications // Quaternary Sci­ence Reviews. 2021. V. 257. Р. 106838. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2021.106838
Portnyagin M. V., Ponomareva V. V., Zelenin E. A., Bazano­va L. I., Pevzner M. M., Plechova A. A., Rogozin A. N., Garbe-Schönberg D. TephraKam: geochemical da­tabase of glass compositions in tephra and welded tuffs from the Kamchatka volcanic arc (northwest­ern Pacific) // Earth System Science Data. 2020. V. 12. № 1. P. 469–486. https://doi.org/10.5194/essd-12-469-2020
Shiraiwa T., Murav’yev Y.D., Kameda T., Nish­io F., Toyama Y., Takahashi A., Ovsyannikov A. A., Salamatin A. N., Yamagata K. Characteristics of a crater glacier at Ushkovsky volcano, Kamchat­ka, Russia, as revealed by the physical properties of ice cores and borehole thermometry // Journ. of Glaciology. 2001. V. 47. № 158. P. 423–432. https://doi.org/10.3189/172756501781832061
Sinnl G., Winstrup M., Erhardt T., Cook E., Jensen C. M., Svensson A., Vinther B. M., Muscheler R., Rasmus­sen S. O. A multi-ice-core, annual-layer-count­ed Greenland ice-core chronology for the last 3800 years: GICC21 // Climate of the Past. 2022. V. 18. № 5. P. 1125–1150. https://doi.org/10.5194/cp-18-1125-2022
https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/1362
doi:10.31857/S2076673424010053
op_rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , что позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Редакция журнала будет размещать принятую для публикации статью на сайте журнала до выхода её в свет (после утверждения к печати редколлегией журнала). Авторы также имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).
op_doi https://doi.org/10.31857/S207667342401005310.31857/S020303062006013910.7868/S020303061606003110.7868/S020303061803001X10.31857/S020303062201003510.31857/S020303062001005810.1016/j.earscirev.2012.09.00110.1007/s00445–018–1199-z10.1029/2000JD9002510.1016/j.
_version_ 1810449514167795712
spelling ftjias:oai:oai.ice.elpub.ru:article/1362 2024-09-15T18:11:56+00:00 Identification of tephra horizons in a glacier on the Ushkovsky volcano (Kamchatka) Идентификация горизонтов тефры в леднике на вершине вулкана Ушковский (Камчатка) N. Gorbach V. T. Philosofova M. V. Mikhalenko N. Н. Горбач В. Т. Философова М. В. Михаленко Н. We are grateful to M. V. Portnyagin (GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research), and V. D. Shcherbakov (Lomonosov Moscow State University) for providing standard samples of volcanic and synthetic glass that allowed us to evaluate the capabilities of analysis on the Vega 3 Tescan instrument. The work was supported by RSF grant 22-17-00159 “Reconstruction of environmental conditions in Kamchatka over the last millennium based on studies of glacial cores and other indirect data” analytical studies were carried out within the framework of the research project No. 0282-2019-0004 of the Institute of Volcanology and Seismology of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences. Авторы признательны М. В. Портнягину (GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research) и В. Д. Щербакову (Мг У им. М. В. Ломоносова) за предоставление международных аттестованных образцов вулканических и синтетических стёкол, позволивших оценить возможности анализа на приборе Vega 3 Tescan. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ 22-17-00159 “Реконструкция условий окружающей среды на Камчатке за последнее тысячелетие на основе исследований ледникового керна и других косвен ных данных” аналитические исследования проведены в рамках темы НИР № 0282-2019-0004 Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН. 2024-07-20 application/pdf https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/1362 https://doi.org/10.31857/S2076673424010053 rus rus IGRAS https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/1362/706 Влодавец В. И., Пийп Б. И. Каталог действующих вул­канов Камчатки // Бюллетень вулканологических станций. М.: АН СССР, 1957. № 25. С. 5–95. Гирина О. А., Лупян Е. А., Сорокин А. А., Мельни­ков Д. В., Романова И. М., Кашницкий А. В., Ува­ров И. А., Мальковский С. И., Королев С. П., Ма­невич А. Г., Крамарева Л. С. Комплексный мо­ниторинг эксплозивных извержений вулканов Камчатки / Отв. ред. О. . ирина. Петропав­ловск-Камчатский: ИВиС ДВОРАН, 2018. 192 с. Гирина О. А., Маневич А. Г., Мельников Д. В., Нужда­ев А. А., Демянчук Ю. В. Активность вулканов Камчатки в 2013 г. // Вулканизм и связанные с ним процессы. Материалы региональной кон­ференции, посвящ. Дню вулканолога, 27–28 мар­та 2014 г. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВОРАН, 2014. С. 38–45. Гирина О. А., Горбач Н. В., Давыдова В. О., Мельни­ков Д. В., Маневич Т. М., Маневич А. Г., Демян­чук Ю. В. Эксплозивное извержение вулкана Безымянный 15 марта 2019 г. и его продукты // Вулканология и сейсмология. 2020. № 6. С. 50–66. https://doi.org/10.31857/S0203030620060139 Гирина О. А., Мельников Д. В., Маневич А. Г. Нужда­ев А. А., Романова И. М., Лупян Е. А., Кашниц­кий А. В., Сорокин А. А., Крамарева Л. С. Экспло­зивное извержение вулкана Безымянный 21 ок­тября 2020 г. // Вулканизм и связанные с ним процессы. Материалы XXIV ежегодной науч. конф., посвящ. Дню вулканолога, 29–30 марта 2021 г. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВОРАН, 2021. С. 29–31. Горбач Н. В., Портнягин М. В., Философова Т. М. Ди­намика роста экструзивного купола и вариации химического и минералогического составов ан­дезитов вулкана Молодой Шивелуч в 2001–2013 гг. // Вулканология и сейсмология. 2016. № 6. С. 37– 61. https://doi.org/10.7868/S0203030616060031 Горбач Н. В., Плечова А. А., Маневич Т. М., Портня­гин М. В., Философова Т. М., Самойленко С. Б. Со­став вулканических пеплов и динамика извер­жения вулкана Жупановский в 2013–2016 гг. // Вулканология и сейсмология. 2018. № 3. С. 3–20. https://doi.org/10.7868/S020303061803001X Горбач Н. В., Философова Т. М., Мельников Д. В., Ма­невич Т. М. Состав вулканических стёкол в про­дуктах вершинного извержения и побочного прорыва им. Г. С. оршкова на вулкане Клю­чевской в 2020–2021 гг.: сравнительный анализ и интерпретация // Вулканология и сейсмология. 2022. № 2. С. 28–37. https://doi.org/10.31857/S0203030622010035 Гущенко И. И. Извержения вулканов мира. Каталог / Отв. ред. К. Н. Рудич. М.: Наука, 1979. 476 с. Малик Н. А., Максимов А. П., Ананьев В. В. Изверже­ние вулкана Кизимен в 2010–2012 гг. и его про­дукты // Материалы региональной конф. “Вул­канизм и связанные с ним процессы”, посвящ. Дню вулканолога, 29–30 марта 2012 г. Петро­павловск-Камчатский: ИВиС ДВОРАН, 2012. С. 64–70. Маневич А. Г., Гирина О. А., Мельников Д. В., Нужда­ев А. А., Демянчук Ю. В., Котенко Т. А. Активность вулканов Камчатки и Курил в 2018 г. // Вулканизм и связанные с ним процессы. Материалы XXII Всеросс. науч. конф., посвящ. Дню вулканолога, 28–29 марта 2019 г. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВОРАН, 2019. С. 28–31. Мельников Д. В., Двигало В. Н., Мелекесцев И. В. Извержение 2010–2011 гг. камчатского вулка­на Кизимен: динамика эруптивной активности и геолого-геоморфологический эффект (на ос­нове данных дистанционного зондирования) // Вест. КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле. 2011. № 2. С. 87–101. Муравьев Я. Д., Овсянников А. А., Шираива Т. Деятель­ность вулканов Северной группы по данным бу­рения в кратерном леднике (Вулкан Ушковский, Камчатка) // Вулканология и сейсмология. 2007. № 1. С. 47–57. Озеров А. Ю., Гирина О. А., Жаринов Н. А., Белоу­сов А. Б., Демянчук Ю. В. Извержения вулканов Северной группы Камчатки в начале XXІ века // Вулканология и сейсмология. 2020. № 1. С. 3–19. https://doi.org/10.31857/S0203030620010058 Озеров А. Ю. Ключевской вулкан: вещество, динами­ка, модель. М.: ГЕОС, 2019. 306 c. Пономарева В. В., Портнягин М. В., Мельников Д. В. Состав тефры современных (2009–2011 гг.) извер­жений вулканов Камчатки и Курильских остро­вов // Вест. КРАУНЦ. Науки о Земле. 2012. № 2. Вып. № 49. С. 5–9. Abbot P. M., Davies S. M. Volcanism and the Green­land ice-cores: the tephra record // Earth-Science Reviews. 2012. V. 115. № 3. P. 1730191. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2012.09.001 Auer A., Belousov A., Belousova M. Deposits, petrology and mechanism of the 2010–2013 eruption of Kizimen volcano in Kamchatka, Russia // Bulletin of Volcan­ology. 2018. V. 80. № 33. https://doi.org/10.1007/s00445–018–1199-z Cole-Dai J., Mosley-Thompson E., Wight S. P., Thomp­son L. G. A 4100-year record of explosive volcanism from an East Antarctica ice core // Journ. of Geophys. Research. 2000. V. 105. P. 24431–24441. https://doi.org/10.1029/2000JD90025 Cook E., Portnyagin M., Ponomareva V., Bazanova L., Anders S., Garbe-Schönberg D. First identifica­tion of cryptotephra from the Kamchatka Peninsu­la in a Greenland ice core: Implications of a wide­spread marker deposit that links Greenland to the Pacific northwest // Quaternary Science Reviews. 2018. V. 181. P. 200–206. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2017.11.036 Cook E., Abbott P. M., Pearce N. Mojtabavi S., Svensson A., Bourne A. J., Rasmussen S. O., Seierstad I. K., Vinther Bo.M., Harrison J., Street E., Steffensen J. P., Wil­helms F., Davies S. M. Volcanism and the Greenland ice cores: A new tephrochronological framework for the last glacial-interglacial transition (LGIT) based on cryptotephra deposits in three ice cores // Quaternary Science Reviews. 2022. V. 292. P. 107596. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2022.107596 Davydova V. O., Shcherbakov V. D., Plechov P. Y., Koulak­ov I. Y. Petrological evidence of rapid evolution of the magma plumbing system of Bezymianny volcano in Kamchatka before the December 20th, 2017 eruption // Journ. of Volcanology and Geothermal Research. 2022. V. 421. P. 107422. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2021.107422 Fiacco Jr., Thordarson R. J. T., Germani M. S., Self S., Palais J. M., Whitlow S, Grootes P. M. Atmospheric aerosol loading and transport due to the 1783–84 Laki eruption in Iceland, interpreted from ash particles and acidity in the GISP2 ice core // Quaternary Research. 1994. V. 42 (3). P. 231–240. Girina O. A. Chronology of Bezymianny Volcano activ­ity, 1956–2010 // Journ. of Volcanology and Geo­thermal Research. 2013. V. 263. P. 22–41. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2013.05.002 Gorbach N. V., Philosofova T.M, Portnyagin M. V. Amphi­bole record of 1964 plinian and following dome-form­ing eruptions of Shiveluch volcano, Kamchatka // Journ. of Volcanology and Geothermal Research. 2020. V. 407. P. 107108. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2020.107108 Jarosewich E., Nelen J. A., Norberg J. A. Reference Sam­ples for Electron Microprobe Analysis // Geostand. Newsletters. 1980. V. 4. P. 43–47. Jochum K. P., Stoll B., Herwig K., Willbold M., Hof­mann A. W., Amini M., Aarburg S., Abouchami W., Hel­lebrand E., Mocek B., Raczek I., Stracke A., Alard O., Bouman C., Becker S., Dücking M., Brätz H., Klemd R., de Bruin D., Canil D., Cornell D., de Hoog C.-J., Dalpé C., Danyushevsky L., Eisenhauer A., Gao Y., Snow J. E., Groschopf N., Günther D., Latkoczy Ch., Guillong M., Hauri E. H., Höfer H. E., Lahaye Y., Horz K., Jacob D. E., Kasemann S. A., Kent A. J.R., Ludwig T., Zack T., Mason P. R.D., Meixner A., Ros­ner M., Misawa K., Nash B. P., Pfänder J., Pre­mo W. R., Sun W. D., Tiepolo M., Vannucci R., Venne­mann T., Wayne D., Woodhead J. D. MPI-DING ref­erence glasses for in situ microanalysis. New reference values for element concentrations and isotope ratios // Geochem Geophys Geosystem. 2006. V. 7. № 2. P. Q02008. https://doi.org/10.1029/2005GC001060 Jochum K. P., Willbold M., Raczek I., Stoll B., Herwig K. Chemical characterisation of the USGS reference glasses GSA‑1G, GSC‑1G, GSD‑1G, GSE‑1G, BCR‑2G, BHVO‑2G and BIR‑1G using EPMA, ID-TIMS, ID-ICPMS and LA-ICPMS // Geostand­ards and Geoanalytical Research. 2005. V. 29. № 3. P. 285–302. https://doi.org/10.1111/j.1751-908X.2005.tb00901.x Kuehn S. C., Froese D. G., Shane P. A. The INTAV inter­comparison of electron-beam microanalysis of glass by tephrochronology laboratories: results and rec­ommendations // Quaternary International. 2011. V. 246. № 1–2. P. 19–47. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2011.08.022 Lane C. S., Brauer A., Blockley S. P. E., Dulskim P. Volcan­ic ash reveals time-transgressive climate change dur­ing the Younger Dryas // Geology. 2013. V. 41. № 12. P. 1251–1254. https://doi.org/10.1130/G34867.1 Le Bas M. J., Le Maitre R. W., Streckeisen A., Zanettin B. A chemical classification of volcanic rocks based on the total alkali-silica diagram // Journ. of Petrolo­gy. 1986. V. 27. P. 745–750. https://doi.org/10.1093/petrology/27.3.745 Lin J., Svensson A., Hvidberg C. S., Lohmann J., Kristiansen S., Dahl-Jensen D., Steffensen J. P., Rasmussen S. O., Cook E., Kjær H. A., Vinther B. M. Magnitude, fre­quency and climate forcing of global volcanism dur­ing the last glacial period as seen in Greenland and Antarctic ice cores (60–9 ka) // Climate of the Past. 2022. V. 18. № 3. P. 485–506. Lowe D. J., Pearce N. J., Jorgensen M. A., Kuehn S. C., Tryon C. A., Hayward C. L. Correlating tephras and cryptotephras using glass compositional analyses and numerical and statistical methods: review and eval­uation // Quaternary Science Reviews. 2017. V. 175. P. 1–44. Lowe J., Barton N., Blockley S., Ramsey Ch.B., Cullen V. L., Davies W., Gamble C., Grant K., Hardiman M., Hou­sley R., Lane Ch.S., Lee Sh., Lewis M., MacLeod A., Menzies M., Müller W., Pollard M., Price C., Rob­erts A. P., Rohling E. J., Satow C., Smith V. C., String­er C. B., Tomlinson E. L., White D., Albert P., Arien­zo I., Barker G., Borić D., Carandente A., Civetta L., Ferrier C., Guadelli J.-L., Karkanas P., Koumouze­lis M., Müller U. C., Orsi G., Pross J., Rosi M., Shala­manov-Korobar L., Sirakov N., Tzedakis P. C. Volcan­ic ash layers illuminate the resilience of Neanderthals and early modern humans to natural hazards // Proc. of the National Academy of Sciences. 2012. V. 109. № . 34. P. 13532–13537. Melnikov D., Volynets A. O. Remote sensing and petro­logical observations on the 2012–2013 fissure erup­tion at Tolbachik volcano, Kamchatka: Implications for reconstruction of the eruption chronology // Journ. of Volcanology and Geothermal Research. 2015. V. 307. P. 89–97. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2015.09.025 Mikhalenko V. N., Kutuzov S. S., Toropov P. A., Legrand M., Sokratov S. A., Chernyakov G. A., Lavrentiev I. I., Pre­unkert S., Kozachek A., Vorobiev M. A., Khairedino­va A. G., Lipenkov V. Ya. Accumulation rates over the past 260 years archived in Elbrus ice core, Caucasus // Climate of the Past. Discussions. 2023. https://doi.org/10.5194/cp-2023-46 Plunkett G., Sigl M., McConnell J.R., Pilcher J. R., Chell­man N. J. The significance of volcanic ash in Green­land ice cores during the Common Era // Quaternary science reviews. 2023. V. 301. P. 107936. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2022.107936 Ponomareva V., Portnyagin M., Pevzner M., Blaauw M., Kyle Ph., Derkachev A. Tephra from andesitic Shive­luch volcano, Kamchatka, NW Pacific: chronology of explosive eruptions and geochemical fingerprinting of volcanic glass // Intern. Journ. of Earth Sciences. 2015. V. 104. № . 5. P. 1459–1482. https://doi.org/10.1007/s00531-015-1156-4 Ponomareva V., Pendea I. F., Zelenin E., Portnyagin M., Gorbach N., Pevzner M., Plechova A., Derkachev A., Rogozin A., Garbe-Schönberg D. The first continu­ous late Pleistocene tephra record from Kamchatka Peninsula (NW Pacific) and its volcanological and paleogeographic implications // Quaternary Sci­ence Reviews. 2021. V. 257. Р. 106838. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2021.106838 Portnyagin M. V., Ponomareva V. V., Zelenin E. A., Bazano­va L. I., Pevzner M. M., Plechova A. A., Rogozin A. N., Garbe-Schönberg D. TephraKam: geochemical da­tabase of glass compositions in tephra and welded tuffs from the Kamchatka volcanic arc (northwest­ern Pacific) // Earth System Science Data. 2020. V. 12. № 1. P. 469–486. https://doi.org/10.5194/essd-12-469-2020 Shiraiwa T., Murav’yev Y.D., Kameda T., Nish­io F., Toyama Y., Takahashi A., Ovsyannikov A. A., Salamatin A. N., Yamagata K. Characteristics of a crater glacier at Ushkovsky volcano, Kamchat­ka, Russia, as revealed by the physical properties of ice cores and borehole thermometry // Journ. of Glaciology. 2001. V. 47. № 158. P. 423–432. https://doi.org/10.3189/172756501781832061 Sinnl G., Winstrup M., Erhardt T., Cook E., Jensen C. M., Svensson A., Vinther B. M., Muscheler R., Rasmus­sen S. O. A multi-ice-core, annual-layer-count­ed Greenland ice-core chronology for the last 3800 years: GICC21 // Climate of the Past. 2022. V. 18. № 5. P. 1125–1150. https://doi.org/10.5194/cp-18-1125-2022 https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/1362 doi:10.31857/S2076673424010053 Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , что позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Редакция журнала будет размещать принятую для публикации статью на сайте журнала до выхода её в свет (после утверждения к печати редколлегией журнала). Авторы также имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). Ice and Snow; Том 64, № 1 (2024); 66-80 Лёд и Снег; Том 64, № 1 (2024); 66-80 2412-3765 2076-6734 tephra;volcanic glass;ice core;energy dispersive analysis Ushkovsky volcano;Kamchatka тефра;вулканическое стекло;ледовый керн;энергодисперсионный анализ вулкан Ушковский;Камчатка info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2024 ftjias https://doi.org/10.31857/S207667342401005310.31857/S020303062006013910.7868/S020303061606003110.7868/S020303061803001X10.31857/S020303062201003510.31857/S020303062001005810.1016/j.earscirev.2012.09.00110.1007/s00445–018–1199-z10.1029/2000JD9002510.1016/j. 2024-07-25T23:33:48Z Identification of tephra and its allocation (association) with known eruptive events allows obtainng chronostratigraphic markers, on the basis of which an age scale for dating glacial strata can be developed. To determine the sources of ash in the ice core obtained in 2022 during drilling of glacier in the crater of the Ushkovsky volcano in Kamchatka, the chemical composition of volcanic glass in individual ash particles was analyzed. The accuracy of determination of the volcanic glass composition was verified by analyzing of international standard samples of volcanic and synthetic glass. Based on a comparison of the data we obtained with published data on the composition of tephra glasses from the present-day eruptions in Kamchatka, we determined affiliation of each tephra horizon to specific volcano-source. We have found that the main source of tephra in the ice core of the Ushkovsky Glacier is the Kliuchevskoi volcano, which is the closest and the most productive one among the Kamchatka volcanoes. Ash particles from Bezymyannyi volcano were identified in two horizons. A mixed population of particles was found in one of the horizons, including the ash particles from volcanoes Kizimen, Kliuchevskoi and Bezymyannyi. Analysis of published data on the chronology and distribution of ash plumes from known eruptive events made it possible to confidently correlate the tephra horizon at a depth of 762–777 cm with the initial phase of the eruption of the Kizimen volcano in late 2010–early 2011. Ash from the uppermost tephra buried in the glacier at depths of 89–94 cm belongs to the Bezymyannyi volcano eruption, which the most likely occurred in October 2020. Single particles with rhyolitic composition of glass in the sample from the depth of 348–354 cm may belong to the eruption of the Shiveluch volcano in December 2018. The results of our work can be used on further studying of the ice core from the Ushkovsky volcano, in particular for comparison and correlation with the chronostratigraphic data obtained by ... Article in Journal/Newspaper ice core Kamchatka КАМЧАТК* Ice and Snow

Similar Items