Большое трещинное толбачинское извержение кратко

Обновлено: 05.07.2024

Об авторе

Иван Юрьевич Кулаков — член-корреспондент РАН, доктор геолого-минералогических наук, заместитель директора по научной работе и заведующий лабораторией сейсмической томографии Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН (Новосибирск). Автор и соавтор более 250 научных работ.

Толбачинский дол расположен в Центральной Камчатской депрессии. На севере он примыкает к двум крупным вулканам — Плоскому и Острому Толбачикам, сформировавшимся в плейстоцене. Лавовый покров дола возник в голоцене в результате деятельности многочисленных центров излияний, зафиксированных шлаковыми конусами

Последний в прошлом веке эпизод вулканической активности был зафиксирован здесь в 1975–1976 гг. Это мощное извержение было признано настолько выдающимся, что ему было присвоено имя собственное: Большое трещинное толбачинское извержение (БТТИ) (Федотов, 1984). Этой же чести было удостоено и последнее извержение, начавшееся 36 лет спустя — в 2012 г., которое получило название Толбачинское трещинное извержение имени 50-летия ИВиС (ТТИ-50) в честь юбилея Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН (Петропавловск-Камчатский).

На карте отмечены основные тектонические элементы в Курило-Камчатском и Алеутском регионах, в первую очередь глубоководные желоба — места, где Тихоокеанская плита, двигаясь со скоростью 7,5–8,2 см в год, начинает свое погружение под Камчатку, Курильские и Алеутские острова

Вообще все вулканы грубо можно разделить на два основных типа. Первые связаны как раз с плюмами, и благодаря их работе на поверхность изливается мантийное вещество. Вторые образуются в зонах субдукции — процесса, при котором одна литосферная плита погружается под другую. В местах погружения идет ряд сложных химических, механических и термических процессов. В результате образуется и устремляется вверх большое количество воды, флюидов и расплавов, которые при достижении земной поверхности могут приводить к образованию цепочек вулканов — вулканических дуг. Есть еще и третий тип вулканов, также довольно распространенный, связанный с извержением базальтов в срединно-океанических хребтах. Яркий пример — Исландия, хотя она является, скорее, исключением: подавляющее большинство подобных извержений подводные и прямому исследованию недоступны.

Главный активный вулкан группы — Ключевской — относится к крупнейшим в Евразии и извергается относительно небольшими и спокойными потоками базальтовой лавы, за сотни тысяч лет сформировавшими почти идеальный громадный конус. В 10 км от него расположен вулкан Безымянный, имеющий абсолютно другой характер и состав извержений. До середины прошлого века он молчал в течение нескольких тысяч лет, чем и объясняется его название, но в 1956 г. там произошло катастрофическое взрывное извержение — одно из сильнейших в XX в. После этого на нем практически каждый год происходят взрывы, не столь катастрофические, но вполне ощутимые. И, наконец, третий тип — трещинный вулканизм Толбачинского дола, который совершенно не похож на два предыдущих.

Откуда же черпало свои силы последнее толбачинское извержение? Тщательное изучение внутренней структуры земной коры и мантии на основе многолетнего непрерывного сейсмического мониторинга вулканов Ключевской группы позволило нам построить модель процесса субдукции в этом регионе, где происходит взаимодействие двух литосферных плит — Тихоокеанской и так называемой Охотоморской, которая является частью Евразии (Кулаков и др., 2011).

С помощью сейсмической томографии впервые удалось определить коровые источники активности вулкана Толбачик. На трех вертикальных сечениях модели схематично указаны возможные автономные источники расплавов, питающие Толбачинский вулканический комплекс. Непосредственно под Толбачиком наблюдается аномалия с пониженными скоростями сейсмических волн (обозначена цифрой 1), которая предположительно обозначает канал, поставляющий материал из области Ключевского вулкана. Второй источник может располагаться южнее вулкана Удина (цифра 2), а третий — лежать в самой южной части Толбачинского дола (цифра 3). По: (Толбачинское трещинное извержение. 2017)

Извержение Толбачика в 2012–2013 гг. стало для ученых полной неожиданностью. По характеру подготовки оно принципиальным образом отличалось от предыдущего крупного извержения, произошедшего там в 1976 г. и развивавшегося постепенно. Тогда в течение нескольких месяцев сначала регистрировались мощные сейсмические толчки, которые экспоненциально учащались. Кульминацией этого процесса стало открытие 6 июля 1975 г. трещин длиной 200–600 м, из которых начала в огромном объеме изливаться лава. В течение следующих двух месяцев образовывались все новые и новые трещины, постепенно перемещаясь на юг. Первые излияния начались в районе Северного прорыва на расстоянии около 15 км от вершины Плоского Толбачика, а впоследствии добавилось еще одно новое извержение на 25 км южнее — Южный прорыв.

Лагерь геофизиков на еще теплом лавовом поле. Август 2014 г.

В последующие несколько дней извержение сопровождалось мощными взрывами, гул от которых был слышен в окрестных поселениях на расстоянии 30–50 км. Пепел от этих взрывов распространялся на большие расстояния. Лавовые потоки изливались сразу из нескольких мест и растекались на десятки километров. Опасности они, конечно, не представляли, и не потому, что эти места сами по себе малообжитые. На самом деле, лавовые потоки редко приводят к гибели людей: жертвами таких извержений становятся, главным образом, зеваки, которые сами лезут в самое пекло. Наибольшую опасность при извержениях представляют пирокластические потоки — смесь высокотемпературных вулканических газов, пепла и камней, а также лахары — грязевые потоки, несущиеся по склонам вулкана с огромной скоростью. Но такого рода явления на Толбачике не происходят.

Схема распространения лавовых потоков Толбачинского трещинного извержения 2012–2013 гг. Извержение началось с раскрытия трещины и фонтанирования лавы в прорыве Меняйлова, а несколько позже ниже по склону образовалась трещина прорыва Набоко. По: (Volynets et al., 2015). 1 — лавовые потоки прорыва Меняйлова; 2 — лавовые потоки прорыва Набоко; 3 — лавовые потоки прорыва Меняйлова, перекрытые потоками прорыва Набоко; 4 — места отбора проб; 5 — положение центров извержения. Схема составлена на основе дешифрирования космических снимков NASA и JPL, а также результатов полевых работ

Провал в кровле лавовода с текущей лавой. Май 2013 г. Фото М. Белоусовой

Данные по петрохимии, геохимии, газовому анализу и фазовому составу расплавленных включений в минералах позволили реконструировать схему движения расплавов и летучих компонентов из промежуточных камер во время Толбачинского трещинного извержения 2012–2013 гг. Быстрое перемещение магмы перед извержением могло проходить по двум сценариям. Либо из нижней камеры в верхнюю и далее через систему трещин-даек, две из которых сформировали прорыв Меняйлова, а позже прорыв Набоко. Другой вариант — неудавшийся прорыв магмы по отмирающему каналу Плоского Толбачика и боковое перемещение магмы под сдвигонадвиг Толбачинского дола. По: (Толбачинское трещинное извержение. 2017)

Взгляд геофизика

Установка сейсмических станций в южной части Толбачинского дола в рамках международной экспедиции в 2015 г. Фото автора

В результате у нас получилась довольно густая и равномерно распределенная сеть из почти трех десятков станций. Надо сказать, что так на вулканах сейсмические станции мало кто ставит: обычно их располагают там, куда удобно добраться, где есть дороги. Создать равномерную сеть сложно, но зато таким образом мы получаем уникальные, очень высокого качества данные.

Текущая базальтовая лава формирует причудливые формы. Фото автора

Собственно говоря, в районе самого Толбачика раньше располагалось всего две сейсмологические станции, благодаря которым было возможно определить лишь сам факт землетрясения, а также примерное расположение его центра с точностью до 5–10 км. При этом надежно локализовать глубину землетрясения практически было нельзя. С помощью же нашей сети мы смогли получить необходимые данные, которые впоследствии были использованы не только для точной локализации сейсмических источников, но и построения сейсмотомографической модели вулкана (Koulakov et al., 2017).

Под Толбачиком обнаружилось несколько зон с пониженными скоростями сейсмических волн, которые обычно связывают с областями повышенной температуры и/или с насыщением флюидами или расплавами. На основе этой информации мы определили, что под вулканом имеются как минимум два вертикальных канала, которые его подпитывают. Один канал идет с севера, вполне возможно, что по нему поступает вещество из того же самого источника, что питает Ключевской и Безымянный вулканы. Второй канал, выделенный в сейсмотомографической модели на территории Толбачинского дола, расположен в районе Северного прорыва и ведет к совершенно другому глубинному магматическому источнику. Все это объясняет, почему состав лав вершинного извержения, Южного и Северного прорывов так различается.

К сожалению, расположить станции в районе Южного прорыва в первый свой приезд нам не удалось. Но спустя еще год мы поставили сеть, которая покрыла уже всю область вулкана, и сейчас заканчиваем обработку полученной информации. Это большая рутинная работа: данные только по одному землетрясению обрабатываются несколько дней, а ведь таких землетрясений нужно набрать сотни, а желательно и тысячи.

Получение данных для микросейсмического зондирования требует трудоемких полевых работ. Район исследования покрывается достаточно плотной сеткой. Исследователи ставят прибор в каждой ее точке, регистрируют сигнал в течение нескольких часов, а потом переносят прибор на следующую точку, пока не закончат измерения полностью. Такого рода работа в полевых условиях может занять несколько месяцев. Но главное то, что два независимых геофизических метода, основанных на сейсмотомографии и микросейсмическом зондировании, в целом дали сходные результаты и указали на наличие под Толбачиком питающих каналов, имеющих схожую конфигурацию.

Как известно, основные зоны субдукции расположены вокруг Тихого океана (в Японии, Новой Зеландии, на Филиппинах, в Америке), а также в Индонезии — все это очень густо населенные районы. Там работают очень квалифицированные вулканологи и сейсмологи, и эта работа жизненно необходима, так как сегодняшние технологии позволяют предсказывать, что, где и когда ожидать.

К сожалению, уровень мониторинга вулканов и эффективность оповещения населения не везде находятся на должном уровне. Так, последнее извержение вулкана Фуэго в Гватемале в июне 2018 г. вызвало пирокластические потоки и разрушительные лахары, которые привели к гибели десятков людей. Многочисленные кино- и фотоматериалы, задокументировавшие эту трагедию, показывают, что и само население часто недостаточно серьезно относится к опасности, что и является одной из основных причин человеческих жертв.

Лагерь геофизиков в Толбачинском доле. Август 2015 г. Фото автора

Но есть и другие примеры. Так, во время достаточно мощного извержения вулкана Мерапи на о. Ява в 2010 г. прогноз ученых сыграл ключевую роль в спасении населения: по их рекомендациям, сотни тысяч человек были эвакуированы из потенциально опасной области вокруг вулкана радиусом несколько десятков километров. Результаты расчетов оказались точными: пирокластические потоки прошли по эвакуированным районам, не достигнув населенных мест. Если бы не работа вулканологов, то число жертв могло исчисляться десятками тысяч! Ученые стали национальными героями Индонезии, их портреты печатают на футболках. Так что вулканолог — это важная профессия, которая помогает избежать крупных катастроф.

В этом смысле Толбачик, как и всю Ключевскую группу вулканов, можно считать прекрасным исследовательским полигоном: поскольку этот район практически необитаем, извержения фактически ничем не грозят человеку.

Что же нового дало ученым комплексное изучение последнего толбачинского извержения? Как геофизик, не возьмусь делать точные выводы в отношении геохимии и петрологии. Известно, что извержения в зонах субдукции вообще крайне разнообразны, а изверженный материал в этом случае проходит через земную кору континентального типа, очень меняющуюся по составу. Химический состав вещества также зависит от места, где образовался очаг: в верхней или нижней коре или в мантии. Могу только отметить, что сенсацией стало обнаружение в составе образцов с Толбачика микроалмазов, хотя по поводу их существования мнения исследователей разошлись. Насчет геофизики я уже говорил выше: нам впервые удалось построить сейсмотомографическую модель вулкана, которая наглядно продемонстрировала его многокамерность.

В продолжение наших работ летом 2017 г. была установлена сейсмическая сеть на вулкане Безымянный, которая будет снята в июле 2018 г. И для нас было удачей, что уже в декабре там случилось взрывное извержение, сопровождавшееся выбросом пепла на высоту более 10 км и пирокластическими потоками. К счастью, наши станции не пострадали, пирокластический поток прошел в сотне метров от одной из них. Мы надеемся, что полученный с помощью станций материал даст уникальную информацию о том, как осуществлялось накопление взрывной силы внутри вулкана, и детально проследить, как происходил прорыв вулканического вещества во время извержения. В этот раз мы хотим более тесно сотрудничать с петрологами, которые смогут взглянуть на процесс подготовки извержения с точки зрения формирования горных пород.

Кроме того, летом 2018 г. мы планируем установить достаточно плотную сеть на вулкане Авачинский, который находится в непосредственной близости от г. Петропавловск-Камчатский и представляет для него реальную угрозу. Но это уже другая история. Что касается Толбачика, то следующего извержения этого вулкана еще лет тридцать можно не ждать. Хотя кто знает. Ведь извержения вулканов, как и другие природные катастрофы, в долгосрочной перспективе пока еще трудно прогнозировать.

Автор и редакция благодарят к. г.-м. н. А. Б. Белоусова (Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский) за предоставленные фотографии.

Литература
1. Большое трещинное Толбачинское извержение. Камчатка. 1975–1976 / Отв. ред. С. А. Федотов. М.: Наука, 1984. 637 с.
2. Добрецов Н. Л., Кирдяшкин А. Г., Кирдяшкин А. А. Глубинная геодинамика. 2-е изд., доп. и перераб. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. 410 с.
3. Крашенинников С. П. Описание Земли Камчатки. СПб., 1994. Т. 1, 2.
4. Кулаков И. Ю., Добрецов Н. Л., Бушенкова Н. А. и др. Форма слэбов в зонах субдукции под Курило-Камчатской и Алеутской дугами по данным региональной томографии // Геология и геофизика. 2011. Т. 52. № 6. С. 830–851.
5. Churikova T. G., Gordeychik B. N., Iwamori H. et al. Petrological and geochemical evolution of the Tolbachik volcanic massif, Kamchatka, Russia // J. of Volcanology and Geothermal Research. 2015. № 307. Р. 156–181.
6. Koulakov I., Abkadyrov I., Arifi N. Al. et al. Three different types of plumbing system beneath the neighboring active volcanoes of Tolbachik, Bezymianny and Klyuchevskoy in Kamchatka // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2017. V. 122. N. 5. P. 3852–3874. DOI: 10.1002/2017JB014082.
7. Kugaenko Y., Titkov N., Saltykov V. Constraints on unrest in the Tolbachik volcanic zone in Kamchatka prior the 2012–13 flank fissure eruption of Plosky Tolbachik volcano from local seismicity and GPS data // J. of Volcanology and Geothermal Research. 2015. V. 307. Р. 38–46.

На Камчатке в районе Толбачика много интересных мест, которые стоит посмотреть. Одно из них — это Северный прорыв, образовавшийся в результате Большого трещинного Толбачинского извержения. Оно длилось больше года — с 6 июля 1975 г. по 10 декабря 1976 г. В результате возникла цепь новых конусов высотой до 300 м., а лавовые потоки залили площадь более 40 кв. км. Северный прорыв — это довольно высокий конус, где еще сохранилась вулканическая активность. В ясную погоду оттуда открываются величественные виды на Острый и Плоский Толбачики, Ключевскую Сопку, вулкан Безымянный, лавовые потоки…

UPD от 30.11.2012. Лавой уничтожены базы Ленинградская и Толбачинская.

Увы, как я уже писала, нам очень не повезло с погодой: большую часть времени все вокруг было окутано густой облачностью.

Но может именно благодаря этому мне удалось сосредоточиться на том, что под ногами: вулканических бомбах и шлаках ярких расцветок и причудливых форм, почувствовать тепло, исходящее от Земли (а в сырую погоду оно так грело и тело, и душу).

На нашей вахтовке мы подъехали прямо к конусам. Небольшой инструктаж — и вот, мы под руководством наших проводников идем вверх. Один из них зачем-то прихватил из машины корягу.

Сборы

Чем дальше, тем все более густой становится облачность. Начинается дождь. И в серой мгле алеет под ногами земля. Внезапно из тумана показываются причудливые фигуры — то ли люди, то ли шлаки…

Вулканическая бомба Вулканические шлаки Вулкан в тумане

Земля под ногами становится все горячее, это чувствуется даже сквозь толстые вибрамовские подошвы горных ботинок. И наконец мы подходим к гигантской борозде. Сан Саныч (проводник, классный) предупреждает нас об осторожности — об этом свидетельствует и воткнутый в грунт металлический шест. Пахнет серой. Кто-то из нас шутит, что вот так, наверное, пахнет и в аду.

Дорога в ад Дырки в пекло Над расщелиной

Из дырок в земле веет теплом, стелется пар.

Горячая расщелина Раскаленная поверхность Нутро Земли

А на камнях желтеет сера — ее много, очень много.

Сера Обитель дьявола Разноцветные породы Сера Разноцветные камни Медный купорос или что-то подобное?

В одну из дыр Сан Саныч кладет бревно. Пока мы шли, оно успело промокнуть. Но вот чудо, вскоре оно загорается само!

Самовозгорающееся пламя

Пламя становится все ярче и ярче. И никаких спичек и зажигалок, только внутреннее тепло Земли.

Горит!

Проводники показывают нам кратер, но в сплошной облачности его не видно.

Старый лавовый поток Сера Вулканическая бомба Красная поверхность старого вулкана Мхи и лишайники — пионеры освоения

Спустя некоторое время начинаем спускаться — скользим вниз по крутому склону, чуть поддерживая себя альпенштоками. Все мое нутро вопиет против этого безобразия: это же разрушение природного памятника. Но… Никто в обход идти не хочет. Так спускаются все.

База Вулканические конуса Вулканы Крутой спуск

На обратном пути в лагерь мы еще проехали через горелый лес. Где-то в нем, полуприсыпанные вулканическим шлаком, лежат обломки вертолета. Все это было слишком депрессивным, я к тому же замерзла и промокла, и уже не было никакого желания фотографировать.

Пройдет всего несколько лет, и этот пейзаж изменится до неузнаваемости. В 2012-2013 годах случится Новое трещинное толбачинское извержение. Но все высокие конуса останутся. Только станет еще жарче.

Онлайн-сервисы, которые помогают мне путешествовать:
Дешевые авиабилеты: Aviasales
Гостиницы и базы отдыха: Booking
Туристическая страховка: Cherehapa
Экскурсии на русском языке: Tripster и Sputnik8

Хотите узнать больше о Китае?
Об этом я пишу в своем телеграм-канале "Срединный Путь"

Мои хорошие друзья несколько лет назад осуществили свою мечту — отправились из Карелии на Камчатку, спланировав путешествие заранее. Обычные среднего достатка, возраста и физической формы люди побывали в течение 2 недель на всех мало-мальски значимых точках, ходили даже с рыбаками в океан!
Все их знакомые удивлялись, как им не жалко было потратить по 120 тыс руб с носа на такой суровый отдых 🙂 Но фотографии они привезли изумительные. Никакой Египет и рядом не стоял. Ваши записи и фото, Мария, напомнили мне об этой истории. Спасибо.

Пожалуйста! Да, путешествие на Камчатку дорогое, но оно того стоит. Только вот потом очень тянет туда снова.

Необыкновенный цвет пород! А если приехать к вам, можно списаться заранее?

Я ведь не на Камчатке живу… Сама мечтаю туда еще разок поехать, уж очень необычный край.

Действительно, не обычное место. Красиво

Да, место странное, такие редко встречаются. Земля там живая, это чувствуется.

С вершины вулкана Толбачик открывается хороший обзор юго-западного склона с многочисленными шлаковыми конусами, где происходили события известного Большого Трещинного Толбачинского извержения 1975-76 гг.

Место и время его начала были точно определены. 6 июля 1975 г. в 18 км от центрального кратера вулкана Плоского Толбачика открылась трещина длиной около 600 м, и над ней выросла стена огня. Вскоре она разбилась на отдельные фонтаны раскаленного пирокластического материала, вокруг которых стали быстро образовываться небольшие шлаковые конусы. Через несколько часов осталось только одно жерло – кратер конуса I извержения, который впоследствии был назван вулканом Горшкова.

Диаметр жерла конуса I в его верхней части составлял несколько десятков метров. Раскаленная газо-пирокластическая струя вырывалась из жерла со скоростью 200-300 м/с (и более) и образовывала "свечу" высотой до 2 км. Первый большой лавовый поток появился на 24-й день извержения. Утром 9 августа конус I утих после 35 дней деятельности.

Через 12 часов после остановки конуса I в 700 м севернее его центра стала раскрываться новая трещина, длина которой достигла 400 м. Вдоль нее вновь образовалась стена огненных фонтанов, которые вскоре стянулись к центру, после чего стал расти конус II. Он изливал лаву со дня своего образования. Главный ее поток устремился на запад и вынес стенку кратера, из-за чего конус II приобрел форму подковы. Ширина этого лавового потока превышала местами 1 км, длина достигла 5 км, а толщина – 80-90 м. Он был вязким, и скорость его продвижения доходила всего до нескольких десятков метров в сутки.

17 августа 1975 г. севернее конуса II подобным образом возник конус III. Позднее геодезические наблюдения показали, что конус III, живший одну неделю, был сателлитом конуса II.

Конусы I и II были очень крупными для моногенных базальтовых вулканов. Их высота в конце извержения составляла 310 и 290 м соответственно. Впоследствии они уменьшились примерно на 10 м вследствие оседания. Третий конус имеет высоту 108 м и сдвоенный кратер.

Вокруг конусов I, II и III выпало 0,68 км³ шлаков и пепла. На расстоянии до 100 км растительность была покрыта слоем пепла, для многих видов растений - ядовитого. Ближе к конусам под вулканическими шлаками и пеплом были погребены оленьи пастбища и заросли кедрового стланика, погибли мелкие животные и птицы, деревья лишились листьев, ветвей и коры. Во все стороны от конусов на расстоянии в несколько километров перелески превратились в каменную пустыню, черная поверхность которой напоминала лунный ландшафт.

Позже эта группа конусов была названа Северным прорывом. Он действовал 72 дня и общий объем продуктов извержения достиг 1,26 км³. Его деятельность сама по себе была бы одним из крупнейших вулканических извержений XX в. Однако она оказалась только первой стадией Большого трещинного Толбачинского извержения.

18 сентября 1975 г., в 10 км южнее Северного прорыва, началось извержение из новой трещины. Ее длина была около 600 м. Вдоль нее выросла цепочка маленьких шлаковых конусов, которые за несколько дней слились в один конус. Началась самая длительная стадия Толбачинского извержения, названная Южным прорывом и продолжавшаяся 450 дней.

В кратере сравнительно небольшого шлакового конуса происходило 5-15 взрывов или лавовых всплесков в минуту с высотой выброса около 200 м. Такая активность называется "стромболианской" по имени вулкана Стромболи (остров Стромболи, недалеко от Сицилии), для которого она типична. Шлаковый конус скоро достиг своей предельной высоты - 160 м. Лавовые потоки широко растекались от конуса Южного прорыва по пологой местности. Они покрыли 36 км². Здесь наблюдалось все многообразие базальтовых лавовых потоков - от стекловатых канатных возле конуса до глыбовых на краях лавового покрова. Средняя толщина лавового покрова Южного прорыва достигла 30 м, а его объем - 0,97 км³. Сила извержения Южного прорыва постепенно убывала к концу 1976 г. и 10 декабря извержение прекратилось.

Активная область Большого трещинного Толбачинского извержения протянулась на 28 км от Плоского Толбачика до конуса Южного прорыва. Вдоль нее выросла цепь крупных шлаковых конусов – Новые Толбачинские вулканы. Вокруг Южного прорыва образовался базальтовый лавовый покров. Лавы залили площадь около 45 км2. Общий объем изверженных лав, шлаков и пепла достиг 2,3 км³.

Источники:
1. Федотов С.А. Большое трещинное извержение Толбачика // Наука и человечество. 1984. М.: Знание, 1984. С. 94-117.

Последний в прошлом веке эпизод вулканической активности был зафиксирован здесь в 1975—1976 гг. Это мощное извержение было признано настолько выдающимся, что ему было присвоено имя собственное: Большое трещинное толбачинское извержение (БТТИ) (Федотов, 1984). Этой же чести было удостоено и последнее извержение, начавшееся 36 лет спустя – в 2012 г., которое получило название Толбачинское трещинное извержение имени 50-летия ИВиС (ТТИ‑50) в честь юбилея Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН (Петропавловск-Камчатский).

Вообще все вулканы грубо можно разделить на два основных типа. Первые связаны как раз с плюмами, и благодаря их работе на поверхность изливается мантийное вещество. Вторые образуются в зонах субдукции – процесса, при котором одна литосферная плита погружается под другую. В местах погружения идет ряд сложных химических, механических и термических процессов. В результате образуется и устремляется вверх большое количество воды, флюидов и расплавов, которые при достижении земной поверхности могут приводить к образованию цепочек вулканов – вулканических дуг. Есть еще и третий тип вулканов, также довольно распространенный, связанный с извержением базальтов в срединно-океанических хребтах. Яркий пример – Исландия, хотя она является, скорее, исключением: подавляющее большинство подобных извержений подводные и прямому исследованию недоступны.

Главный активный вулкан группы – Ключевской – относится к крупнейшим в Евразии и извергается относительно небольшими и спокойными потоками базальтовой лавы, за сотни тысяч лет сформировавшими почти идеальный громадный конус. В 10 км от него расположен вулкан Безымянный, имеющий абсолютно другой характер и состав извержений. До середины прошлого века он молчал в течение нескольких тысяч лет, чем и объясняется его название, но в 1956 г. там произошло катастрофическое взрывное извержение – одно из сильнейших в XX в. После этого на нем практически каждый год происходят взрывы, не столь катастрофические, но вполне ощутимые. И, наконец, третий тип – трещинный вулканизм Толбачинского дола, который совершенно не похож на два предыдущих.

Извержение Толбачика в 2012—2013 гг. стало для ученых полной неожиданностью. По характеру подготовки оно принципиальным образом отличалось от предыдущего крупного извержения, произошедшего там в 1976 г. и развивавшегося постепенно. Тогда в течение нескольких месяцев сначала регистрировались мощные сейсмические толчки, которые экспоненциально учащались. Кульминацией этого процесса стало открытие 6 июля 1975 г. трещин длиной 200—600 м, из которых начала в огромном объеме изливаться лава. В течение следующих двух месяцев образовывались все новые и новые трещины, постепенно перемещаясь на юг. Первые излияния начались в районе Северного прорыва на расстоянии около 15 км от вершины Плоского Толбачика, а впоследствии добавилось еще одно новое извержение на 25 км южнее – Южный прорыв.

В последующие несколько дней извержение сопровождалось мощными взрывами, гул от которых был слышен в окрестных поселениях на расстоянии 30—50 км. Пепел от этих взрывов распространялся на большие расстояния. Лавовые потоки изливались сразу из нескольких мест и растекались на десятки километров. Опасности они, конечно, не представляли, и не потому, что эти места сами по себе малообжитые. На самом деле, лавовые потоки редко приводят к гибели людей: жертвами таких извержений становятся, главным образом, зеваки, которые сами лезут в самое пекло. Наибольшую опасность при извержениях представляют пирокластические потоки – смесь высокотемпературных вулканических газов, пепла и камней, а также лахары – грязевые потоки, несущиеся по склонам вулкана с огромной скоростью. Но такого рода явления на Толбачике не происходят.

Взгляд геофизика

Собственно говоря, в районе самого Толбачика раньше располагалось всего две сейсмологические станции, благодаря которым было возможно определить лишь сам факт землетрясения, а также примерное расположение его центра с точностью до 5—10 км. При этом надежно локализовать глубину землетрясения практически было нельзя. С помощью же нашей сети мы смогли получить необходимые данные, которые впоследствии были использованы не только для точной локализации сейсмических источников, но и построения сейсмотомографической модели вулкана (Koulakov et al., 2017).

Как известно, основные зоны субдукции расположены вокруг Тихого океана (в Японии, Новой Зеландии, на Филиппинах, в Америке), а также в Индонезии – все это очень густо населенные районы. Там работают очень квалифицированные вулканологи и сейсмологи, и эта работа жизненно необходима, так как сегодняшние технологии позволяют предсказывать, что, где и когда ожидать.

Кроме того, летом 2018 г. мы планируем установить достаточно плотную сеть на вулкане Авачинский, который находится в непосредственной близости от г. Петропавловск-Камчатский и представляет для него реальную угрозу. Но это уже другая история. Что касается Толбачика, то следующего извержения этого вулкана еще лет тридцать можно не ждать. Хотя кто знает… Ведь извержения вулканов, как и другие природные катастрофы, в долгосрочной перспективе пока еще трудно прогнозировать.

Большое трещинное Толбачинское извержение. Камчатка. 1975–1976 / Отв. Ред. С. А. Федотов. М.: Наука, 1984. 637 с.

Добрецов Н. Л., Кирдяшкин А. Г., Кирдяшкин А. А. Глубинная геодинамика. 2-е изд., доп. и перераб. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. 410 с.

Крашенинников С. П. Описание Земли Камчатки. СПб., 1994. Т. 1, 2.

Кулаков И. Ю., Добрецов Н. Л., Бушенкова Н. А. и др. Форма слэбов в зонах субдукции под Курило-Камчатской и Алеутской дугами по данным региональной томографии // Геология и геофизика. 2011. Т. 52. № 6. С. 830–851.

Churikova T. G., Gordeychik B. N., Iwamori H. et al. Petrological and geochemical evolution of the Tolbachik volcanic massif, Kamchatka, Russia // J. of Volcanology and Geothermal Research. 2015. № 307. Р. 156–181.

Koulakov I., Abkadyrov I., Arifi N. Al. et al. Three different types of plumbing system beneath the neighboring active volcanoes of Tolbachik, Bezymianny and Klyuchevskoy in Kamchatka // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2017. V. 122. N. 5. P. 3852–3874. doi:10.1002/2017JB014082.

Kugaenko Y., Titkov N., Saltykov V. Constraints on unrest in the Tolbachik volcanic zone in Kamchatka prior the 2012–13 flank fissure eruption of Plosky Tolbachik volcano from local seismicity and GPS data // J. of Volcanology and Geothermal Research. 2015. V. 307. Р. 38–46.

Автор и редакция благодарят к. г.-м. н. А. Б. Белоусова (Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский) за предоставленные фотографии

Читайте также: