Das Mount-Cayley-Vulkanfeld (MCVF) ist ein entlegenes vulkanisches Gebiet an der Südküste der kanadischen Provinz British Columbia. Es erstreckt sich über 31 km vom Pemberton Icefield bis zum Squamish River. Es bildet einen Abschnitt des Garibaldi-Vulkangürtels, des kanadischen Teils der Kaskaden-Vulkane, welche sich von Nordkalifornien bis ins südwestliche British Columbia erstrecken. Der größte Teil der MCVF-Vulkane entstand in Perioden von Vulkanismus unter Eisschilden während der gesamten letzten Kaltzeit. Aus diesen subglazialen Eruptionen entstanden steile, flachgipflige Vulkane und subglaziale Lavadome, von denen die meisten durch den Rückgang der Gletscher zutage traten. Mindestens zwei dieser Vulkane entstanden jedoch vor der letzten Kaltzeit; beide sind stark erodiert. Das Vulkanfeld erhielt seinen Namen vom Mount Cayley, einem hohen Vulkan, der im Süden des Powder Mountain Icefield liegt. Dieses Eisfeld bedeckt einen Großteil des Zentrums des Vulkanfeldes und ist eines von vielen Gletschergebieten in den Pacific Ranges der Coast Mountains.
Die Eruptionen im gesamten MCVF begannen vor 5,3 bis 1,6 Millionen Jahren. Während dieser eruptiven Periode kam es zu mindestens 23 Eruptionen. Die vulkanische Aktivität entlud sich in effusiven bis hin zu explosiven Eruptionen; die Zusammensetzung der Magmen reicht von basaltisch bis rhyolithisch. Aufgrund der Höhenlage des MCVF und der Struktur als Cluster überwiegend hoch gelegener, einander nicht überlappender Vulkane ist es wahrscheinlich, dass die subglaziale Aktivität unter weniger als 800 m starken Auflagen von Gletschereis wirkte. Die Art und Weise der Vergletscherung förderte das Austreten von Schmelzwasser während der Eruptionen. Das steile Profil des Vulkanfeldes und seiner subglazialen Objekte bestätigt diese Hypothese. Im Endeffekt fehlen den vulkanischen Objekten im MCVF, die mit Gletschereis interagierten, Gesteine, die Hinweise auf das reichhaltige Vorhandensein von Wasser liefern, wie Hyaloklastit und Kissenlava.
Auf das gesamte Vulkanfeld bezogen, hat der südliche Teil die meisten bekannten Vulkane. Hier gibt es mindestens 11 davon, die auf einem langen schmalen Gebirgsgrat und in benachbarten Flusstälern angeordnet sind. Der mittlere Teil enthält mindestens fünf Vulkane, die im Powder Mountain Icefield beheimatet sind. Im Norden bilden zwei Vulkane ein Gebiet mit spärlichem Vulkanismus. Viele dieser Vulkane entstanden vor 1,6 bis 0,01 Millionen Jahren; einige von ihnen zeigen Hinweise auf vulkanische Aktivitäten in den vergangenen 10.000 Jahren.
Geologie Entstehung
mini|rechts|alt=Karte der Cascadia-Subduktionszone und Lage der benachbarten Vulkane entlang der Küste der Vereinigten Staaten und Kanadas|Gebiet der Cascadia-Subduktionszone einschließlich der Kaskaden-Vulkane (rote Dreiecke); Der Garibaldi-Vulkangürtel wird als drei rote Dreiecke im äußersten Norden der Zone dargestellt. Der MCVF entstand als ein Ergebnis der fortdauernden Subduktion der Juan-de-Fuca-Platte unter die Nordamerikanische Platte an der Cascadia-Subduktionszone entlang der British Columbia Coast. Diese ist eine 1.094 km lange Verwerfungszone, die 80 km vor der Küste des Pazifischen Nordwestens von Nordkalifornien bis ins südwestliche British Columbia verläuft. Die Platten bewegen sich mit einer relativen Geschwindigkeit von mehr als 10 mm pro Jahr in einem schiefen Winkel zur Subduktionszone aneinander vorbei. Aufgrund des riesigen Verwerfungsgebietes kann die Cascadia-Subduktionszone schwere Erdbeben mit einer Magnitude von 7,0 oder höher hervorbringen. Die Schnittstelle zwischen der Juan-de-Fuca- und der Nordamerikanischen Platte bleibt über Zeiträume von etwa 500 Jahren blockiert. In diesen Zeiträumen bauen sich Spannungen auf; außerdem hebt sich der Rand von Nordamerika. Wenn die Platten schließlich aneinander vorbeigleiten, entlädt sich die über 500 Jahre aufgestaute Energie in einem schweren Erdbeben.
Im Unterschied zu den meisten Subduktionszonen weltweit gibt es keinen Tiefseegraben entlang des Kontinentalrandes von Cascadia. Der Grund dafür besteht darin, dass der Columbia River direkt in die Subduktionszone mündet und am Grunde des Pazifiks Schwemmstoffe ablagert, die dort eine riesige Senke füllen. Gewaltige Fluten aus dem prähistorischen Lake Missoula lagerten während des Spät-Pleistozän gewaltige Mengen von Sedimenten in der Senke ab. In Übereinstimmung mit anderenSubduktionszonen wird der äußere Rand allerdings zusammengepresst, etwa wie bei einer gigantischen Feder. Wenn sich die aufgestaute Energie in unregelmäßigen Abständen durch das Gleiten entlang der Verwerfung plötzlich entlädt, können an der Cascadia-Subduktionszone sehr schwere Erdbeben auftreten, so beim Kaskadien-Erdbeben am 26. Januar 1700 mit einer Magnitude von 9,0. Erdbeben entlang der Cascadia-Subduktionszone sind jedoch weniger häufig als erwartet, und es gibt keine Hinweise auf ein Nachlassen der vulkanischen Aktivität über die letzten Jahrmillionen. Eine mögliche Erklärung liegt in der Konvergenzrate zwischen der Juan-de-Fuca- und der Nordamerikanischen Platte. Beide Platten bewegen sich aktuell mit einer Geschwindigkeit von 3 bis 4 cm pro Jahr aneinander vorbei. Das ist nur die halbe Geschwindigkeit der letzten sieben Millionen Jahre.
Es gibt wissenschaftliche Schätzungen darüber, dass in den letzten 6.000 Jahren mindestens 13 schwere Erdbeben entlang der Cascadia-Subduktionszone auftraten. Das jüngste, das Kaskadien-Erdbeben von 1700, wurde in den mündlichen Überlieferungen der First Nations auf Vancouver Island bewahrt. Es verursachte wahrnehmbare Erschütterungen und einen gewaltigen Tsunami, der den Pazifik querte. Die mit diesem Erdbeben verbundenen schweren Erschütterungen zerstörten Häuser der Cowichan Tribes auf Vancouver Island und verursachten mehrere Erdrutsche. Die von dem Erdbeben ausgelösten Schwankungen machten es den Cowichan unmöglich, stehen zu bleiben, und sie dauerten so lange an, dass die Menschen krank wurden. Der von dem Erdbeben ausgelöste Tsunami zerstörte schließlich ein Winter-Dorf an der Pachena Bay und tötete die dort lebenden Menschen. Das Kaskadien-Erdbeben von 1700 verursachte eine küstennahe Absenkung sowie überschwemmte Feuchtgebiete und Wälder an der Küste, die später unter jüngerem Geröll begraben wurden.
Subglaziale Vulkane In der Mitte des MCVF liegt ein subglazialer Vulkan, der als Slag Hill bezeichnet wird. Mindestens zwei stratigraphische Einheiten bilden das Massiv. Der Slag Hill selbst besteht aus andesitischen Lavaströmen und kleinen Anteilen pyroklastischen Gesteins. Im westlichen Teil des Slag Hill gibt es einen Lavastrom, der möglicherweise vor weniger als 10.000 Jahren ausgestoßen wurde; die Altersangabe resultiert aus der Tatsache, dass Merkmale fehlen, die eine Interaktion des vulkanischen Materials mit Eis anzeigen. Der fluss-bestimmte Tafelvulkan 900 m nordöstlich des Slag Hill besteht aus einer flachgipfligen, steilwandigen Säule aus Andesit. Er steht aus den Überresten vulkanischen Materials hervor, das vom Slag Hill ausgestoßen wurde, repräsentiert jedoch aufgrund seiner geographischen Erscheinung einen eigenständigen vulkanischen Schlot. Dieser kleine subglaziale Vulkan entstand möglicherweise vor 25.000 bis 10.000 Jahren während der nachlassenden Phasen der Fraser-Vereisung.
Der Cauldron Dome, ein subglazialer Vulkan nördlich des Mount Cayley, liegt westlich des Powder Mountain Icefield. Wie der Slag Hill besteht er aus zwei stratigraphischen Einheiten. Der Obere Cauldron Dome ist eine flachgipflige, ovale Säule aus mindestens fünf andesitischen Lavaströmen, die einem Tafelvulkan ähneln. Die fünf andesitischen Ströme sind Basaltsäulen und wurden wahrscheinlich durch Eis hindurch extrudiert. Die letzte vulkanische Aktivität könnte vor 25.000 bis 10.000 Jahren aufgetreten sein, als dieses Gebiet noch von den Gletschern der Fraser-Vereisung beeinflusst war. Der Untere Cauldron Dome, die jüngste Einheit, aus der der gesamte subglaziale Vulkan besteht, wird von einer flachgipfligen, steilwandigen Säule aus andesitischen Lavaströmen mit einer Länge von 1.800 m und einer maximalen Dicke von 220 m gebildet. Diese vulkanischen Gesteine wurden vor etwa 10.000 Jahren während des Rückzugs der Fraser-Vereisung aus einem Schlot in der Nachbarschaft des Oberen Cauldron Dome extrudiert, der aktuell unter Gletschereis verborgen ist.
mini|links|alt=Bild mit der Lage einer von Nord nach Süd verlaufenden Zone miteinander verbundener Vulkane und der lokalen Landschaft|Vulkanische Objekte des MCVF und die eisbedeckte Bergkette, auf der sie liegen. Das Bild stellt etwa 35 km von Nord nach Süd dar. Der Ring Mountain, ein von Lavaströmen dominierter Tafelvulkan, liegt im nördlichen Teil des MCVF und besteht aus einer Säule aus mindestens fünf andesitischen Lavaströmen, die auf einem Berggrat ruhen. Seine steilwandigen Flanken erreichen Höhen von 500 m und bestehen aus vulkanischem Geröll. Dies macht es unmöglich, seine exakte Basishöhe zu messen oder zu ermitteln, aus wie vielen Lavaströmen sein Massiv genau besteht. Bei einer Gipfelhöhe von trat am Ring Mountain die letzte vulkanische Aktivität vor 25.000 bis 10.000 Jahren, nahe am Maximum der Fraser-Vereisung auf. Nordwestlich des Ring Mountain liegt ein kleiner andesitischer Lavastrom. Seine chemische Zusammensetzung weicht etwas von der anderer andesitischer Ströme, aus denen der Ring Mountain besteht, ab; möglicherweise wurde er von einem vulkanischen Schlot am oder nahe des Ring Mountain ausgestoßen. Der höher gelegene Teil zeigt einige Merkmale von Lava-Eis-Interaktionen, wogegen die tiefer liegenden Teile dies nicht tun. Aus diesem Grund ist anzunehmen, dass dieser kleinere Lavastrom wahrscheinlich nach dem Ring Mountain entstand, und zwar als das Gletschereis ein größeres Gebiet als heute bedeckte, und dass die Lava über die zu dieser Zeit von Eis bedeckte Region hinaus strömte.
Weiter nördlich liegt der Little Ring Mountain, ein weiterer von Lavaströmen dominierter Tafelvulkan im nördlichen Teil des MCVF. Er besteht aus einer Säule aus mindestens drei andesitischen Lavaströmen, die auf einem Berggrat ruhen. Seine steilen Flanken erreichen Höhen von 240 m und bestehen aus vulkanischem Geröll. Das macht die Messung seiner Basishöhe ebenso unmöglich wie die exakte Bestimmung der Anzahl der Lavaströme, aus denen sein Massiv besteht. Seine Höhe beträgt ; die letzte vulkanische Aktivität am Little Ring Mountain datiert auf vor 25.000 bis 10.000 Jahren, nahe dem Maximum der Fraser-Vereisung.