Внимание, вулкан!

 Фото: Сергей Чирков
Фото: Сергей Чирков

Всем известна судьба городов Помпеи и Геркуланума. Все знают про супервулкан в Вайоминге - Йеллоустоун. И, конечно же, вопрос предсказания извержений вулканов волнует не только учёных. Что делают учёные, чтобы решить эту задачу?

Одним из процессов, который можно мониторить, являются вулканические землетрясения.

"Появление регистрируемых вулканических землетрясений и прогрессивное увеличение их количества является наиболее достоверным признаком активизации вулканических систем. Подсчет регистрируемых землетрясений — наиболее простой метод сейсмического мониторинга вулканов. А если на вулканах размещены наблюдательные системы из многих приборов, у вулканологов появляется возможность определять местоположение и магнитуду (это энергетическая характеристика) вулканических землетрясений, что, в свою очередь, позволяет более детально характеризовать глубинные вулканические процессы.

В некоторых случаях удается проследить миграцию сейсмической активности с глубины к поверхности. Такие наблюдения особенно ценны, если получены на основе низкочастотных землетрясений, поскольку они связаны с распространением магмы в питающих каналах под вулканами. А это движение магмы играет определяющую роль в подготовке извержения. Используя детальные наблюдения именно низкочастотных землетрясений, можно лучше понять процессы, контролирующие подпитку вулканов магмой с глубины.

Вулканы-лаборатории

Но высококачественные наблюдения описанных процессов удается получить достаточно редко. На большинстве активных вулканов нет современных систем геофизических наблюдений, и наоборот, многие из хорошо наблюдаемых вулканов большую часть времени находятся в покое. Поэтому для разработки геофизических методов исследования и мониторинга очень важны немногочисленные вулканы — естественные лаборатории, которые и извергаются часто, и изучаются подробно. Хорошо известными примерами таких вулканов являются Килауэа на Гавайских островах, Питон-де-ла-Фурнез на французском острове Реюньон, Этна и Стромболи в Италии. Эти вулканы извергаются почти постоянно (Килауэа) или очень часто, и их извержения детально наблюдается вулканологическими обсерваториями, которые поддерживают современные системы геофизических наблюдений.

Большая часть научных работ, направленных на понимание вулканических землетрясений и связанных с ними глубинных процессов, основана на наблюдениях, полученных именно в таких вулканах-лабораториях.

Уникальные данные от российских вулканов

Россия — страна с большим количеством действующих вулканов. Почти все они находятся на Дальнем Востоке в Курило-Камчатской зоне субдукции. Особое место среди российских и мировых вулканических систем занимает Ключевская северная группа, где недалеко друг от друга находятся четыре очень активных вулкана: Ключевской активен на протяжении нескольких тысяч лет; Шивелуч — с августа 1980 года (со времени начала роста лавового купола в кратере, образовавшемся при катастрофическом извержении 12 ноября 1964 года); Безымянный — с 22 октября 1955 года (с момента пробуждения после тысячелетнего молчания); на вулкане Толбачик большие трещинные извержения произошли в 1975–1976 и в 2012–2013 годах. В указанном районе находятся также 12 слабо активных или потухших вулканов и около 400 более мелких вулканических образований.

 Ключевская группа вулканов, снятая  с Международной космической станции, вид с востока. Фото: Gateway  to Astronaut Photography of Earth
Ключевская группа вулканов, снятая с Международной космической станции, вид с востока. Фото: Gateway to Astronaut Photography of Earth

Систематические наблюдения в этом районе начались с созданием в 1935 году Камчатской вулканологической станции в поселке Ключи. Первый постоянно действующий сейсмограф на этой станции был установлен в 1946 году. Сейчас на Ключевской группе вулканов проводят наблюдения научные подразделения Института вулканологии и сейсмологии (ИВиС) ДВО РАН и Камчатского филиала Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН» (КФ ФИЦ ЕГС РАН). Они поддерживают сеть из 18 постоянных сейсмографов.

С середины 1990-х годов был осуществлен перевод сейсмической информации в цифровой формат и на этой основе создан архив непрерывных сейсмических записей за более чем 20 лет, в течение которых произошли многие десятки извержений. Этот набор наблюдений о сейсмической активности вулканов не имеет аналогов в мире. Одной из его уникальных характеристик является одновременное наблюдение очень разных вулканов, что позволяет установить взаимосвязь между их активностью. Другая отличительная особенность — большое количество низкочастотных вулканических землетрясений на большой глубине, соответствующей границе кора-мантия.

Недавно нашей совместной научной группой ИВиС и КФ ФИЦ ЕГС РАН, созданной при поддержке Российского научного фонда, был проведен детальный анализ полученных данных. Для этого мы провели интенсивную компьютерную обработку сейсмических записей за два года, предшествующих последнему крупному извержению вулкана Толбачик.

 В 2012–2013 годах на вулкане Толбачик происходило одно из самых больших извержений. Фото: Сергей Чирков
В 2012–2013 годах на вулкане Толбачик происходило одно из самых больших извержений. Фото: Сергей Чирков

В результате обнаружено, что активность глубоких низкочастотных событий увеличивалась в течение двух лет перед извержением. Это соответствовало постепенной активизации и увеличению давления в глубоком магматическом очаге, который находится приблизительно на глубине 30 км, то есть на границе земной коры и мантии. Максимум сейсмической активности на глубине был достигнут за пять месяцев до извержения. Максимальное количество низкочастотных землетрясений в приповерхностных магматических очагах было зарегистрировано на несколько месяцев позже. Мы интерпретировали эту задержку как время, необходимое для того, чтобы магматическое давление распространилось с глубины 30 км до поверхности. Достаточно медленное распространение давления можно объяснить тем, что в нижней части питающей системы магма не мигрирует через открытый канал (как часто рисуют в учебниках и энциклопедиях), а просачивается через пористую среду.

Сейсмические наблюдения, полученные на Ключевской группе вулканов, содержат огромное количество информации, которую еще только предстоит проанализировать и осмыслить. Для ее полноценного использования необходимо разрабатывать принципиально новые методы анализа геофизических данных с применением современных компьютерных технологий, включая машинное обучение. Внедрение таких автоматизированных методов становится все более насущным для обработки больших потоков данных при геофизическом мониторинге вулканов и землетрясений. Прогресс современных методов позволит предупреждать активизацию вулканической деятельности. А предупреждение извержений — одна из важнейших задач современной вулканологии."

Източник

Реконструкция извержений вулкана Тятя

Историю извержений вулкана Тятя изучают вулканологи на Кунашире

В июне 2013 г. сотрудниками лаборатории вулканологии и вулканоопасности Института морской геологии и геофизики (ИМГиГ ДВО РАН) начата трехлетняя программа по реконструкции исторических извержений вулкана Тятя. Планируется детально изучить историю развития вулкана, хронологию и объемы вулканических извержений.

«На Курилах, в отличие от Камчатки, вулканы еще толком не изучены. При помощи современных методов и новейшего оборудования нам предстоит это сделать в ближайшие годы», - поделился информацией заведующий лабораторией Александр Рыбин.

На настоящий момент известно, что вулкан Тятя образовался примерно 12 тыс. лет назад, когда происходило массовое таяние ледников и повышение уровня вод Мирового океана. Ученые предполагают, что самая высокая вулканическая активность Тяти была именно в этот период. В остальной интервал времени, составляющий больше 10 тыс. лет, о вулкане неизвестно почти ничего.

Первый этап исследований уже проведен. Специалисты детально изучили несколько береговых срезов, расположенных у подножия вулкана. Ученых интересовали пепловые наслоения, их порядок расположения, толщина, а также гранулометрический состав. Кроме того, вулканологам необходима информация о химическом составе залегающих пород. Такой набор данных, утверждают ученые, позволит восстановить историю извержений вулкана Тятя.

«В исследовании пепловых горизонтов есть и определенные сложности», - сетуют специалисты. Оказывается, не весь пепел, встречающийся у подножия вулкана Тятя, является местным. Здесь есть и продукты выбросов вулканов, расположенных на юге острова Итуруп.

Работы по реконструкции истории извержений необходимы, так как наряду с сейсмическими наблюдениями, позволят получить представление о стадии развития вулкана, и самое главное – понять, что же ожидать от него в будущем.

Материалы, полученные в результате исследований, уже направлены в Южно-Сахалинск. По ним будет произведена предварительная работа, после чего их передадут в различные лаборатории, где будет сделан радиоуглеродный анализ и определен химического состав пород.

В настоящее время достоверно известно только два исторических извержения Тяти: 1812 г. и 1973 г. При последнем извержении на юго-восточном склоне вулкана образовался кратер Отважный.

Тятя – один из красивейших вулканов нашей планеты, имеющий правильную конусообразную форму и двойной кратер на вершине. Высота вулкана составляет 1819 м. Это второй по величине вулкан Курильских остров. Вулкан Тятя участвует в конкурсе визуальных символов России (Россия 10).

15.08.2013

 
 Подготовленный для работы срез берегового обрыва

Подготовленный для работы срез берегового обрыва
 
 Почвенный профиль со слоями пепла

Почвенный профиль со слоями пепла
 
 Вулкан Тятя. Автор фото: Максим Антипин

Вулкан Тятя. Автор фото: Максим Антипин
 
 Западный склон вулкана Тятя в марте. Автор фото: Максим Антипин

Западный склон вулкана Тятя в марте. Автор фото: Максим Антипин

Отсюда

http://eps.dvo.ru/tg/2005/3/pdf/tg-022-031.pdf
http://eps.dvo.ru/tg/2005/3/pdf/tg-022-031.pdf

Предлагаю прочитать:

Фотографии леса, погребённого вулканом 298 млн лет назад

Каково жить на вулкане

Связаны ли бунты в Египте и вулканы?

2002 год. Ледниковая катастрофа

Огненный остров и виноградники

Остров, восставший из пепла

Бутылочные горлышки и вулканические стёклышки

Глубокая заморозка Европы. Как это было

Потопы и прочие невзгоды в Нидерландах (малый ледниковый период)

Сравнительная хронология местности, подвергшейся глобальному потопу

Орудие богов XVIII-XIX века

Ложь о "ядерной войне 18 века".

Боевые шрамы древней ядерной войны?

Отчего погибают цивилизации?

Мини-версия ледникового периода пришла на скоростях

Озеро Агассиз, натворившее делов…

Потоп малого масштаба