מזאמה (הר געש)

שלב הצמיחה

הר מזאמה החל לצמוח בפליסטוקן, לפני כ-400,000 שנים, בעיקר מקילוחי לבה שהיו מעורבים בחומרים פירוקלסטיים. עוביים של קילוחים מוקדמים אלו נע בין 6 ל-9 מטרים והם התגבשו במשך כמה שנים עד כמה מאות שנים. כמה חרוטי מגן נוצרו כתוצאה מקילוחים אלו, ומספר רב של חרוטי אפר צמחו באזור הסמוך (חלקם חרוטים טפילים). התפרצויות עזות יותר החלו לפני כ-75,000 שנים וגרמו לבניית רצף הרי געש שכבתיים בקו שכיוונו כלפי מערב.
התפרצויות בונות חרוטים געשיים נמשכו עד לפני כ-50,000 שנים כאשר לבה אנדזיטית זרמה במורד המדרונות הצפוניים והדרום-מערביים של הר מזאמה. ההתפרצויות התחוללו מלועות שונים, כשתוצאת כל ההתפרצויות הייתה הר געש מורכב הבנוי מחרוטי מגן וחרוטים מורכבים חופפים שגובהו הגיע ל-3,400 מטרים. עקב כך, היה להר מזאמה בסיס רחב ומדרונותיו לא היו כה תלולים כמו הר שסטה המצוי באותו רכס.

העשרה בסיליקה

לאחר שהסתיים שלב בניית החרוט הפכה הלבה שנפלטה מההר עשירה יותר ויותר בסיליקה וצמיגה יותר, שני גורמים הנוטים ללכוד בלבה גזים נפיצים. ההתפרצות הראשית הראשונה במחזור חיים חדש זה של הר מזאמה התרחשה כ-10,000 שנים אחר-כך, כאשר קילוחי לבה דקיטית יצרו סדרה של כיפות גבוהות על המדרון הדרום-מערבי של ההר. מבנים אלו נהרסו אחר-כך עקב התמוטטות או בהתפוצצות שמקורה בקיטור (ראו התפרצות פריאטית). כך או כך, ההריסה יצרה מפולות אדמה גדולות שהותירו שרידים החל בקצה העליון של עמק מנסן (Munson Valley), וכלה בתצורת הנוף המכונה "עמוד השדרה של השטן" (Devils Backbone) על שפת הקלדרה.
תקופת ההתפרצות הבאה של הר מזאמה התרחשה בין לפני 30,000 שנים ללפני 25,000 שנים. בהתפרצות זו נפלטה לבה ריודקיטית (המכילה תכולת סיליקה גבוהה יותר מדקיט). קילוחים עבים שצמיגותם דומה לבצק, שנעו באיטיות התפרצו מהלוע שעל המורדות הצפון-מזרחיים של הר מזאמה והתמצקו על מנת ליצור את צוק רדקלאוד (Redcloud – "ענן אדום") שגובהו 180 מטרים (שמאוחר יותר נבקע לשניים בעת צניחת הקלדרה), וכיפה מעל מה שכיום הוא מפרץ סטיל (Steel Bay).
במשך 20,000 השנים הבאות היה הר הגעש רדום, כאשר קרחונים שנוצרו ברציפות במהלך עידן הקרח (שעוביים הגיע ככל הנראה ל-300 מטרים בערוצים) התחתרו ויצרו עמקים נרחבים במורדות ההר. אחד הקרחונים הגדולים ביותר זרם במורד עמק מנסן בסמוך למבנים של מרכז הפארק כיום, במורד עמק אני קריק (Annie Creek Valley), וייתכן שאפילו עד היישוב הקטן פורט קלאמת (Fort Klamath). כאשר עידן הקרח האחרון הסתיים לפני כ-12,000 שנים, נסוגו קרחונים אלו במעלה המדרון מעבר לגובה שפת הקלדרה כיום. בתקופה שמאזמה היה רדום השתנה הרכב המאגמה בתא המאגמה מתחתיו, כאשר סלעים קלים יותר עתירים בגז ובסיליקה הצטברו קרוב לפני השטח.

שלב ההתפרצות

סביב שנת 5,677 לפני הספירה נעור מזאמה משנתו בסדרת התפרצויות מתפוצצות ריודקיטיות על חלקה הצפוני של הפסגה הראשית במקום בו שוכן כיום סלע לאו (Llao Rock). כמויות גדולות של פומיס ואפר געשי נפלטו לאוויר מתוך לוע שיצרו ההתפוצצויות. הטפרה נישאה על ידי הרוחות למזרח ולדרום מזרח. יחד עם פליטת הטפרה נוצר גם זרם פירוקלסטי שרוחבו 2 קילומטרים ועוביו 370 מטרים בנקודה העמוקה ביותר, שהכיל קילומטר מעוקב של חומר (מאוחר יותר נחתך הלוע המלא בחלקו לשניים כשהתחתית צנחה כשנוצרה קלדרה, וכך נחשף חתך רוחב של חומרים אלו – כיום קרוי מקום זה סלע לאו).
כמאה עד מאתיים שנים אחר-כך (בהתבסס על תיארוך פחמן-14) התרחשה ההתפרצות העיקרית האחרונה לפני ההתפרצות שיצרה את הקלדרה, קילוח לבה ריודקיטית המכונה קילוח קליטווד (Cleetwood flow). קילוח זה התפרץ מלוע בסמוך למה שהוא כיום שפת המכתש הצפונית. קילוח קליטווד היה עדיין נוזלי כאשר נוצרה הקלדרה, כך שבהכרח הוא היה בן כמה שבועות עד כמה חודשים לפני כן. מאוחר יותר כאשר הר מזאמה התמוטט, חלק מלבת קליטווד זרמה בחזרה לתוך הקלדרה.
המערכה האחרונה בחייו של הר מזאמה התחילה בהתפרצות גדולה ששיגרה לשמים עמוד התפרצות של טפרה חמה שקוטרו כקילומטר וגובהו בין 8 ל-16 קילומטרים ומהירותו כמעט כפולה ממהירות הקול. העמוד התמוטט לסדרה של זרמים פירוקלסטיים שכיסו את מרבית האזור שבין מורדות סלע לאו וצוק רדקלאוד. זרם זה, ראשון מבין רבים, היה כה חם עד שהוא התמצק כטוף מולחם המכונה טוף מולחם ויינגלס (Wineglass Welded Tuff). זרמים רבים נפלטו בקצב מהיר, יותר מהר מהקצב שבו התמלא תא המאגמה מחדש. ההר החל לשקוע תחת משקלו העצמי. שברים טבעתיים קונצנטריים החלו להיווצר סביב ההר, ויצרו בכך מקומות מוצא נוחים נוספים לפליטת לבה.
ההתפרצות הגיעה לשלב האחרון וההרסני ביותר כאשר זרמים פירוקלסטיים גדולים מאוד וסוחפניים התפרצו מהשברים הטבעתיים בכל ההיקף של הר הגעש. זרמים אלו נעו בכל הכיוונים ממזאמה כלפי חוץ, כשהם עוקבים אחרי תוואי ערוצי הנחילים ובמקרים מסוימים הם התמידו בכך עד למרחק של 65 קילומטרים. במקביל להתפרצויות אלו החל הר מזאמה לקרוס פנימה.
ההתמוטטות וההתפרצויות הטבעתיות הסוחפניות הזינו זה את זה – הר הגעש השוקע דחק מאגמה כלפי מעלה, והחומר המתפרץ פעל כנוזל שימון שהקל על צניחת ההר ובמקביל שחק את צדי ההר, ובכך הקל על מרבית ההר מאזמה לשקוע לתוך האדמה. בנוסף, ההפחתה הפתאומית והדרמטית בלחץ על נתך הסלעים העשירים בגזים כלואים בתא המאגמה שגרמה לתגובה מיידית של התפוצצות של תערובת הגזים הלוהטת שהשתחררה יחד עם אבק וקצף לבה. עוצמת ההתפוצצות כתשה לאבק כל סלע מוצק סמוך או שנפל לתוך הקלדרה מהתמוטטות ההר.
מהתפוצצות הועפה באוויר מחצית מפסגת הילמן (Hillman Peak) בת 70,000 שנים וחשפה חתך רוחב של החרוט. ראשם של קניונים רבים שנוצרו מפעולת הקרחונים נערף וכיום הם מופיעים כחריצים בשפת הקלדרה. בולטים בהם :חריץ קר (Kerr Notch), עמק מנסן וחריץ סן (Sun Notch).
הזרם הפירוקלסטי האחרון בשלב זה היה של סקוריה אנדזיטית, מה שסימן שהר מזאמה מושך חומר עמוק מתוך תא המאגמה שלו. שכבה של חומר זה יוצרת רצועה כהה בשכבות האפר הקשורות למחזור התפרצות זו (היא גם יצרה את האזור החשוף מצמחייה מצפון להר המכונה מדבר פומיס - Pumice Desert). חרחורי הגסיסה של ההר היו סדרה של התפוצצויות חלשות יחסית שהשקיעו שכבה של פומיס, לפילי ואפר בעובי של עד 15 מטרים על שפת הקלדרה שזה עתה נוצרה.
בסופו של דבר נפלטו מתא המאגמה של הר מזאמה בין 46 ל-58 קילומטרים מעוקבים של מאגמה שהפכו לכ-100 קילומטרים מעוקבים של טפרה (המאגמה דחוסה יותר עקב הלחץ העז שמופעל עליה). הייתה זו התפרצות מדרגה 7 במדד התפרצות געשית. המאגמה שנפלטה הוחלפה בכמות דומה של חומר כאשר מרבית הר מזאמה צנחה לתוך הקלדרה. לאחר ההתפרצות היה ההר נמוך בכ-1,500 מטרים מגובהו לפניה (כאמור, 3,700 מטרים).
בהתמוטטות נוצרה קלדרה באורך 8 קילומטרים מצפון לדרום ו-10 קילומטרים ממזרח למערב, ועומקה המשוער 1,200 מטרים.

תוצאות

מאות קילומטרים רבועים של האזור שסביב ההר נפגעו מהחומר שנפלט מההתמוטטות ומההתפרצויות הקשורות בה. זרם פירוקלסטי אחד הגיע למרחק של 65 קילומטרים ממזאמה במורד עמק הנהר רוג, בעוד שזרם אחר נע צפונה בין הר ביילי (Mount Bailey) והר תילסן (Mount Thielsen), לרוחב אגם דיאמונד (Diamond Lake), והוא נעצר לבסוף בעמק הנהר נורת' אומפקווה (North Umpqua River valley). הרוחות נשאו טפרה (אפר ופומיס) ממזאמה לצפון מזרח, והיא כיסתה שטח של 1,300,000 קמ"ר המשתרע על כמעט כל מדינת אורגון, וושינגטון, צפון קליפורניה, איידהו, מערב מונטנה, וחלקים מיוטה, נבדה, ויומינג, בארצות הברית וה פרובינציות הקנדיות: אלברטה, ססקצ'ואן וקולומביה הבריטית. שרידים לאפר מההתפוצצות נמצאו אפילו בגרינלנד הרחוקה.
הגאולוגים יודעים את ההרכב הכימי המדויק של הטפרה (אותה הם מכנים "אפר מזאמה"). הן גאולוגים והן ארכאולוגים משתמשים בשכבה הייחודית שהיא יצרה בטכניקות ייחודיות של תיארוך יחסי המכונה טפרוכרונולוגיה. כמו בכל שכבות טפרה, שכבת אפר מזאמה העבה ביותר (כ-6 מטרים) נמצאת בסמוך למקורה, והיא הולכת ונעשית דקה יותר ככל שהמרחק מהמקור גדל. כך למשל במרחק של 110 קילומטרים צפונית מערבית להר עובי השכבה הוא כ-30 סנטימטרים.
המשקעים בסמוך להר שמקורם בזרמים הפירוקלסטיים נשארו לוהטים מאוד במשך חודשים, ובחלק מהמקומות הגיע עוביים ליותר מ-75 מטרים. גזים לוהטים שהשתחררו מהמשקעים המצטננים נטו להיפלט דרך תעלות אנכיות ולהופיע בפני השטח כפומרולות. במשך הזמן הלחימו הגזים הלוהטים את הדפנות של תעלות אלו, שכיום נחשפו כעמודים אנכיים גבוהים מאוד וצריחי טוף. דוגמאות בולטות לתופעה מצויות לאורך קירותיו העליונים של קניון סנד קריק (Sand Creek Canyon) וקניון אני (Annie Canyon).

השלב לאחר ההתמוטטות

כל הפעילות הגעשית על הר מזאמה מאז ההתמוטטות התרחשה בתוך הקלדרה. תקופת ההתפרצות המשמעותית הראשונה של שלב זה יצרה בימה מלבה אנדזיטית ("הבימה המרכזית"- central platform) המתרוממת לגובה של 365 מטרים מעל לקרקעית הקלדרה. התפרצויות מאוחרות יותר יצרו חרוטי אפר דוגמת האי ויזארד (Wizard Island), אי שגילו מוערך בכ-6,000 שנים וגובהו 233 מעל פני המים וחרוט מריאם (Merriam Cone) וכמו כן כיפות ריודקיטיות (מרביתם נמצאים כיום מתחת למים).
במהלך השנים התמלאה מרבית הקלדרה, שעומקה היה במקור 1,200 מטרים, בחומר געשי. חלק מיתרת הקלדרה התמלאה במים מהפשרת שלגים ומגשמים על מנת ליצור בסופו של דבר את קרייטר לייק. ההערכה כיום כי נדרשו 250 שנים של משקעים עד שהאגם הגיע לממדיו הנוכחיים. עומקו המקסימלי של קרייטר לייק הוא 594 מטרים, האגם השני בעומקו באמריקה הצפונית (לאחר ימת העבדים הגדולה בקנדה). עומקו הרב של האגם וצלילות מימיו גורם למים לספוג את כל הצבעים באור הנראה למעט כחול, ועקב כך יש למים גוון אינדיגו אופייני.

פעילות געשית עתידית

פעילות געשית עתידית עתידה ככל הנראה לשחזר את הפעילות הגעשית שהתרחשה אחרי ההתמוטטות, ותהיה מוגבלת לקלדרה. חרוטי אפר ייווצרו על קרקעית האגם או שקילוחי לבה יפלטו מסדקים מהקרקעית. חלקם יהיה תת-מימיים, וחלקם יגיע לפני השטח על מנת ליצור איים או חצאי איים חדשים. קילוחי לבה יכולים להצטבר במשך הזמן, תוך הקטנת עומק האגם, וייתכן שבסופו של דבר יחלקו את האגם לכמה גופי מים (כפי שאירע בקלדרת ניוברי - Newberry Caldera).
אפשרות סבירה פחות היא המשך פעילות בניית החרוטים ויצירת שרשרת של הרי געש שכבתיים קטנים משולבים, שעתידה, בבוא העת, להתמזג על מנת לבנות את מזאמה בגודלו לשעבר. אפשרות סבירה פחות מזו היא חזרה על ההתפרצות האדירה שיצרה את הקלדרה (עם זאת, חל גידול בתכולת הסיליקה בלבה מהתקופה האחרונה, כך שזו עדיין אפשרות).

היסטוריה אנושית

משערים כי אבותיהם הקדמונים של הילידים המקומיים בני עם הקלאמת חזו בהתפרצות הר הגעש שכן המיתולוגיה המקומית מספרת כי בהר התגורר אל השאול לאו (Llao) וכי הוא נלחם באל השמים סקל (Skell). הקרב נגמר בהרס מגוריו של לאו. עבור בני הקלאמת ההר הוא אתר קדוש.
האנשים הלבנים הראשונים שהגיעו אל ההר היו מחפשי זהב במשלחת שמומנה על ידי ג'ון וסלי הילמן (John Wesley Hillman) ב-1853. משלחת מחפשי זהב נוספת הגיעה ב-1862. וב-1863 בעקבות מעשי איבה בין האינדיאנים למתיישבים הלבנים בנה הצבא את מצודת פורט קלאמת בסמוך להר. הקמת המצודה חייבה בניית דרך אליו עבור קרונות משא והקלה על אפשרות הביקור באתר.
מקור רוב המידע על הגאולוגיה של מזאמה הגיע ממחקריו של הגאולוג הבריטי האוול ויליאמס (Howel Williams‏; 1980-1898) מאוניברסיטת קליפורניה בברקלי (ראו פסקת "לקריאה נוספת"), ומאוחר יותר ממחקריו של הגאולוג האמריקני צ'ארלס בייקון (Charles R. Bacon), איש סוכנות הסקר הגאולוגי של ארצות הברית שהרחיב ועדכן את מחקריו של ויליאמס.