В 1257 году произошло катастрофическое извержение вулкана Самалас, расположенного на острове Ломбок в Малом Зондском архипелаге (в настоящее время — территория Индонезии). Его вероятный индекс вулканической эксплозивности составил 7Шкала вулканической активности — показатель силы взрывного извержения. Значение 7 соответствует извержению, объём которого составляет не менее 100 кубических километров вулканических отложений. Подобные извержения происходят раз или дважды в тысячелетие, хотя их частота может недооцениваться из-за неполноты геологических и исторических записей., что делает его одним из крупнейших вулканических извержений голоценовой эпохи. После него осталась большая кальдера, в которой находится озеро Сегара-Анак. В результате последующей вулканической активности в кальдере образовались новые вулканические центры, в том числе конус Баруджари, остающийся активным по сей день.
В ходе извержения сформировались эруптивные колонны, достигавшие нескольких десятков километров в высоту, и пирокластические потоки, погребшие значительную часть Ломбока и пересёкшие море, достигнув соседнего острова Сумбава. Потоки уничтожили населённые пункты, в том числе город Паматан — столицу одного из ломбокских королевств. Пепел от извержения выпал даже на расстоянии 340 км от вулкана на острове Ява; вулкан выбросил более 10 горных пород и пепла.
Аэрозоли, выброшенные в атмосферу, ослабили поток солнечного излучения, достигающего поверхности Земли, вызвав вулканическую зиму и охлаждение атмосферы на несколько лет. Это привело к голоду и неурожаям в Европе и других регионах, хотя точный масштаб температурных аномалий и их последствий по-прежнему остаётся предметом дискуссий. Извержение могло способствовать началу Малого ледникового периода — многовекового похолодания, имевшего место в последнем тысячелетии.
До того как место извержения было установлено, анализ ледяных кернов по всему миру выявил резкий скачок сульфатных отложений примерно в 1257 году, что служило убедительным свидетельством крупного вулканического извержения в то время. В 2013 году учёные связали исторические сведения о горе Самалас с этими пиковыми значениями. Записи были сделаны очевидцами событий и зафиксированы в «Бабад Ломбок» — документе, написанном на пальмовых листьях.
Геология Самалас (также известный под названием «Rinjani Dari Evolusi Kaldera hingga Geopark». Geomagz . Дата обращения: 4 апреля 2016.) входил в состав нынешнего вулканического комплекса Ринджани, расположенного на Ломбоке, в Индонезии. Остатки вулкана образуют кальдеру Сегара-Анак, а у её восточного края возвышается гора Ринджани. После уничтожения Самаласа в кальдере сформировались два новых вулкана — Ромбонган и Баруджари. Гора Ринджани также проявляла вулканическую активность, образовав собственный кратер Сегара-Мункар. Другие вулканы региона включают Агунг, Батур и Братан на острове Бали к западу.
Ломбок — один из островов группы Малых Зондских островов в составе индонезийской Зондской дуги, зоны субдукции, где Индо-Австралийская плита погружается под Евразийскую плиту со скоростью 7 сантиметров в год . Магмы, питавшие Самалас и питающие Ринджани, предположительно образуются из перидотита мантийного клина под Ломбоком. До извержения высота горы Самалас, согласно реконструкциям, основанным на экстраполяции уцелевших нижних склонов, могла достигать 4200 ± 100 метров, что превышало бы высоту горы Кинабалу — ныне наивысшей горы тропической АзииCorlett, Richard T. (27 июня 2019), «Physical geography», The Ecology of Tropical East Asia, Oxford University Press, стр. 26—61. ISBN 978-0-19-881701-7; нынешняя высота Самаласа уступает соседней горе Ринджани, достигающей 3726 м.
Древнейшие геологические единицы Ломбока относятся к олигоцену — миоцену, а старые вулканические породы обнажаются на юге острова. Самалас сформировался в результате вулканической активности ранее 12 000 л. н.. Ринджани образовался в период с 11 940 ± 40 до 2550 ± 50 л. н. В раннем голоцене (до 5300 года до н. э.) крупные взрывные извержения на Самаласе и Ринджани были редкостью, однако впоследствии активность возросла:
Малоизученное извержение, вероятно связанное с Ринджани, в период с 5990 ± 50 до 2550 ± 50 л. н. сформировало отложения Пропок-Пемзы объёмом 0,1 в эквиваленте плотной породы. Самалас обрушился на юг, вероятно, в ходе извержения Пропок-Пемзы, образовав холмистые оползневые отложения к югу от вулкана. Эти отложения занимают площадь около 535 при объёме около 15 горных пород, что делает их третьими по величине среди подобных образований в Индонезии. До обрушения высота Самаласа могла достигать 4207 м. Отложения Ринджани-Пемзы объёмом 0,3 в эквиваленте плотной породыЭквивалент плотной породы — мера объёма магмы, из которой образовался пирокластический материал.Pyle, David M. (2015). «Sizes of Volcanic Eruptions». The Encyclopedia of Volcanoes. С. 257—264. ISBN 9780123859389 могли быть образованы извержением как Ринджани, так и Самаласа; они датируются временем около 2550 ± 50 лет назад, то есть концом периода формирования Ринджани. Мощность отложений этого извержения на расстоянии 28 км достигала 6 см.
Дополнительные извержения на Ринджани или Самаласе датируются 11 980 ± 40, 11 940 ± 40 и 6250 ± 40 л. н. Эруптивная активность продолжалась приблизительно до периода за 500 лет до извержения 1257 года. В настоящее время большинство извержений происходит на вулкане Баруджари — в 1884, 1904, 1906, 1909, 1915, 1966, 1994, 2004 и 2009 годах; Ромбонган был активен в 1944 году. Вулканическая активность в основном выражается во взрывных извержениях и потоках пепла.
Породы вулкана Самалас преимущественно дацитовые, с содержанием SiO2 62—63 % по массе. Горные породы, выброшенные в ходе извержения 1257 года, образовались из богатого алюминием базальта путём фракционной кристаллизации и других физических процессов. Вулканические породы Бандской дуги преимущественно известково-щелочные и образуют ряд от базальта через андезит к дациту. Толщина земной коры под вулканом составляет около 20 км, а нижняя граница зоны Вадати-Беньофа залегает на глубине около 164 км.
Извержение
Картина событий извержения 1257 года была восстановлена на основе геологического анализа оставленных им отложений и исторических источников. Извержение, по всей видимости, произошло летом в Северном полушарии — в сентябре (с погрешностью в два-три месяца) того же года, судя по времени, необходимому для достижения его следами полярных ледяных щитов и фиксации в ледяных кернахCrowley, T. J.; Unterman, M. B. (23 мая 2013). «Technical details concerning development of a 1200 yr proxy index for global volcanism». Earth System Science Data. 5 (1): 193., а также по распределению тефровых отложений. Наиболее вероятным годом извержения считается 1257-й, хотя не исключена дата 1258 года. Возможно, накопление газов в магматической системе на протяжении предшествующих столетий дестабилизировало её, что и привело к извержению 1257 года.
Фазы В извержении выделяют четыре фазы: P1 (фреатическую и магматическую), P2 (фреатомагматическую, сопровождавшуюся пирокластическими потоками), P3 (плинианскую) и P4 (фазу пирокластических потоков). Они породили породы схожего состава — в отличие от других вулканов, где различные стадии нередко характеризуются породами разного состава. Продолжительность фаз P1 и P3 в отдельности неизвестна, однако в совокупности (без учёта P2) обе фазы длились от 12 до 15 часов. Высота эруптивной колонны достигала 39—40 километров на первой стадии (P1) и 38—43 километров — на третьей (P3); колонна поднималась достаточно высоко, чтобы содержащийся в ней SO2 подвергался фотолизу, что влияло на изотопный состав серы на больших высотахWhitehill, A. R.; Jiang, B.; Guo, H.; Ono, S. (20 февраля 2015). «SO2 photolysis as a source for sulfur mass-independent isotope signatures in stratospehric aerosols». Atmospheric Chemistry and Physics. 15 (4): 1861..
Ход извержения Извержение началось с фреатической (паровой) стадии, отложившей 3 см пепла на площади 400 на северо-западе Ломбока. Затем последовала магматическая стадия с выпадением пемзы, богатой литическими обломками; мощность пеплопада достигала 8 см как на наветренном востоке Ломбока, так и на Бали. Далее выпадали лапилли и пепел, а пирокластические потоки частично направлялись вдоль долин западного склона Самаласа. Часть пеплоотложений была эродирована пирокластическими потоками, оставившими в них бороздчатые структуры. Пирокластические потоки пересекли 10 км Балийского моря, достигнув островов Гили к северо-западу от Самаласа и Таливанга к востоку от Ломбока, тогда как пемзовые блоки, по всей видимости, покрыли поверхность Аласского пролива между Ломбоком и Сумбавой. Отложения свидетельствуют о взаимодействии лавы с водой, что указывает на фреатомагматический характер данной фазы. За ней последовали три эпизода выпадения пемзы с мелкозернистыми отложениями, охватившими более широкую площадь, чем любая другая фаза извержения. Пемза выпадала на расстоянии до 61 км к востоку, против господствующего ветра, на Сумбаве, где её мощность составляет до 7 см.
После отложения этой пемзы последовала ещё одна стадия пирокластической активности, вероятно вызванная коллапсом эруптивной колонны. В этот момент извержение перешло от стадии устойчивой эруптивной колонны к фонтанирующей, и началось формирование кальдеры. Пирокластические потоки отклонялись рельефом Ломбока, заполняя долины и огибая препятствия, в том числе старые вулканы, и, распространяясь по острову, выжигали растительность. Взаимодействие потоков с воздухом порождало дополнительные эруптивные облака и вторичные пирокластические потоки. Там, где потоки входили в море к северу и востоку от Ломбока, паровые взрывы образовывали пемзовые конусы на побережье и дополнительные вторичные пирокластические потоки.
Пирокластические потоки распространились по северным склонам Самаласа; на южных склонах они разделились на две ветви, направившиеся к Аласскому проливу на востоке и Ломбокскому проливу на западе. Коралловые рифы были погребены под пирокластическими потоками; часть потоков пересекла Аласский пролив между Сумбавой и Ломбоком, образовав отложения на Сумбаве. Объём пирокластических потоков на Ломбоке составил 29 , а их мощность достигала 35 м на расстоянии до 25 км от Самаласа. Пирокластические потоки изменили географию Ломбока: они вместе с отложениями, эродированными из осадков Самаласа, расширили береговую линию острова и погребли речные долины; после извержения на вулканических отложениях сформировалась новая речная сеть.
Горные породы и пепел Вулканические породы, выброшенные в ходе извержения, покрыли Бали, Ломбок и части Сумбавы. Тефра в виде слоёв мелкозернистого вулканического пепла из этого извержения достигала Явы, образуя часть Мунтиланской тефры, обнаруженной на склонах других яванских вулканов, но ранее не связывавшейся с их извержениями. Теперь эта тефра считается продуктом извержения 1257 года и также известна как тефра Самаласа. Её мощность составляет 2—3 сантиметра на горе Мерапи, 15 сантиметров на горе Бромо, 22 сантиметра на Иджене и 12—17 сантиметров на вулкане Агунг на Бали. В озере Логунг на Яве, в 340 км от Самаласа, мощность тефры составляет 3 см. Большая часть тефры отложилась к западо-юго-западу от Самаласа. Исходя из мощности Тефры Самаласа на горе Мерапи, общий объём мог достигать 32—39 . Дисперсный индекс извержения (площадь распространения пеплового или тефрового слоя) составил 7500 на первой стадии и 110 500 на третьей, что соответствует плинианскому и ультраплинианскому извержениям соответственно.