Что у вулканов Камчатки общего с губкой, как незаметные человеку землетрясения помогли рассчитать скорость подъема магмы из глубины и можно ли с их помощью точно предсказать извержения вулканов Ключевской группы, сайт рассказал доктор геолого-минералогических наук Николай Шапиро.
Из-за вулканов и связанных с ними магматических систем начинаются землетрясения, которые люди совсем не ощущают. Такие землетрясения геологи называют длиннопериодными, и механизм их возникновения не похож на «обычные» в нашем понимании землетрясения, которые вызваны тектоническими движениями литосферных плит и процессами, происходящими на их границах. Коллектив российских ученых выяснил, что длиннопериодные вулканические землетрясения, а, точнее, рост их активности, напрямую предвещают извержения вулканов, причем как крупные, так и совсем незначительные. Результаты наблюдений за вулканами на Камчатке опубликованы в журнале Nature GeoScience.
«Основные землетрясения обычно связаны с подвижками на тектонических разломах и вызваны напряжениями (которые возникают в результате движения литосферных плит, – прим. сайт) в земной коре и литосфере. А под вулканами бывают другие землетрясения, обязанные своим возникновением движению магмы и изменениям давления в магматическом очаге. Длиннопериодные вулканические землетрясения наблюдаются по всему миру, но чаще всего они локализуются очень близко к поверхности, то есть на глубине первых сотен метров – километров. Но особенно интересны глубинные землетрясения: они соответствуют активизации наиболее глубокой части магматической системы и являются одними из самых первых предвестников грядущего извержения», - объясняет Николай Шапиро, доктор геолого-минералогических наук, руководитель гранта РНФ , ведущий научный сотрудник Института вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения РАН и лаборатории сейсмологии Института физики Земли в Париже.
Один на всех
К Ключевской группе относится очень много вулканов, расположенных близко друг к другу. Многие ученые сходятся во мнении, что эту группу можно рассматривать в целом как одну вулканическую систему с единым глубоким очагом (или несколькими глубокими, но связанными между собой) и несколькими выходами на поверхность, которые и являются современными активными вулканами. Вулканы Ключевской группы имеют глубинный очаг, расположенный на глубине около 30 км, из которого магма через сложную систему каналов поднимается в более мелкие очаги, находящиеся под каждым вулканом. В статье рассматриваются три действующих вулкана Ключевской группы: Ключевской, а также Безымянный и Плоский Толбачик. Российским ученым удалось впервые установить, что перед извержением действующего вулкана (из рассмотренных ими) активизируется глубинный магматический очаг и связанные с ним землетрясения.
Схема расположения Ключевской группы вулканов
Николай Шапиро
Геофизики вели наблюдения в течение двух лет до большого извержения вулкана Плоский Толбачик, начавшегося 27 ноября 2012 года. Извержение было настолько выдающимся, что теперь носит имя Трещинное Толбачинское извержение имени 50-летия Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН (или Юбилейное трещинное Толбачинское извержение, ТТИ-50). Вулкан Безымянный за это время извергался три раза, причем извержения были небольшие, но все их удалось определить еще на глубине с помощью регистрации длиннопериодных землетрясений.
Как почувствовать незаметное
Силу землетрясения характеризует его магнитуда. Это энергетическая характеристика землетрясения. Сильнейшее землетрясение имело магнитуду около 9,5. Считается, что землетрясения на Земле не могут иметь магнитуду существенно выше этого значения, поскольку горные породы не могут накопить в себе больше энергии, не разрушившись при этом. Магнитуда длиннопериодных вулканических землетрясений, как правило, не превышает 2, единичные достигают 3. К тому же, поскольку эти землетрясения глубинные, обитатели Камчатки совсем их не ощущают.
Ученые регистрируют длиннопериодные землетрясения так же, как и обычные, с помощью сейсмографов. Оборудование это не очень массивное, что позволило развернуть в разных частях Ключевской группы вулканов сеть наблюдений из двух десятков сейсмографов. Каждый сейсмограф регистрирует сейсмическую волну, или колебания, распространяющиеся во все стороны от очага землетрясения. Эта волна имеет определенную скорость, то есть она обязательно «придет» на все датчики, но в разное время. Таким образом, используя только сейсмические наблюдения, ученые определяют сигналы, соответствующие этим землетрясениям, а потом определяют местоположение источника колебаний, или гипоцентр землетрясения.
Особенность Ключевской группы вулканов в том, что там глубинных длиннопериодических землетрясений наблюдается много и случаются они часто.
В результате ученые обнаружили, что активность глубоких длиннопериодных событий увеличивалась в течение двух лет перед извержением Плоского Толбачика, что соответствует постепенной активизации и увеличению давления в глубоком магматическом очаге, который находится под вулканами Ключевской группы приблизительно на глубине 30 км, то есть на границе земной коры и мантии. Максимум сейсмической активности на глубине был достигнут за несколько месяцев до извержения Плоского Толбачика.
Магматические очаги разной глубинности под вулканами Ключевской группы
Николай Шапиро
Наряду с регистрацией сигналов от глубинных длиннопериодных землетрясений геофизики измерили сейсмические сигналы от тех землетрясений, которые происходят в близко расположенных к поверхности магматических очагах под каждый вулканом. Ученые впервые обнаружили и доказали то, что глубинные и приповерхностные землетрясения связаны между собой, то есть землетрясениям на поверхности предшествуют землетрясения на глубине. Также удалось измерить время, которое необходимо для того, чтобы сейсмическая активность «перешла» с глубины на поверхность. Ученые интерпретировали эту миграцию как распространение давления в магматической системе.
«Можно сделать несколько интересных выводов. Во-первых, само по себе наблюдение глубоких длиннопериодных землетрясений действительно дает информацию об активизации глубоких частей магматической системы. А во-вторых, удалось установить связь между длиннопериодными землетрясениями на глубине и в неглубинном приповерхностном очаге и, таким образом, определить, какое время понадобилось для того, чтобы активность переместилась с глубины на поверхность. Мы измерили, что время между максимумами активности составляет около 2-3 месяцев. Скорее всего, именно такой временной интервал понадобился, чтобы давление в магматической системе распространилось с глубины до поверхности», - комментирует Николай Шапиро.
Почему интересно измерять это время? Дело в том, что часто под вулканами невозможно регистрировать длиннопериодные землетрясения, поскольку большинство вулканических землетрясений происходит очень близко к поверхности, а глубинные землетрясения наблюдаются у очень малого количества вулканов. Это связано не с отсутствием глубинного очага, а, скорее всего, со скоростью его подпитки. Ключевская группа вулканов на Камчатке интересна тем, что она одна из самых активных в мире, там глубинных длиннопериодных землетрясений наблюдается много, и случаются они часто. По-видимому, магма в этом районе поступает с глубины с гораздо большей скоростью.
Ночной вид на извержение Плоского Толбачика, 2012-2013 гг.
Сергей Чирков
Для того чтобы давление распространилось с глубины 30 км до поверхности, может понадобиться несколько недель или месяцев. Это очень медленно. Так происходит только в том случае, когда давление распространяется не напрямую через открытый магматический канал (как рисуют в учебниках и энциклопедиях), а через пористую среду. Оказывается, канал, через который с глубины поступает магма, иногда бывает пористым, словно губка. В очаге на глубине существуют матрица (порода) и расплав. Поднимаясь вверх, расплав течет именно через поры в «губке» матрицы. Для подсчета размера пор и транспортных свойств питающей системы ученые использовали механические свойства магмы (у вулканов Ключевской группы она имеет базальтовый состав) и время ее подъема к поверхности. Зная время подъема магмы, можно рассчитать коэффициент диффузии, который связан с такими свойствами пористой среды, как коэффициент пористости и гидравлическая проводимость. Используя эти параметры, можно посчитать средний размер пор или каналов в такой среде. По расчетам ученых он составил нескольких сантиметров. Как отмечает Николай Шапиро, это согласуется с возможными размерами каналов, заполненных жидкой магмой в частично расплавленных зонах под вулканами.
«Точно предсказать, когда произойдет извержение после активизации глубинного очага, нельзя. Можно лишь приблизительно сказать, что если на глубине наблюдается увеличение активности длиннопериодных землетрясений (не просто землетрясения сами по себе, а именно увеличение их активности), то можно ожидать, что через несколько недель или месяцев произойдет активизация верхней части вулканической системы с возможными извержениями. На основе наблюдения активности на глубине невозможно предсказать, какой именно вулкан будет извергаться на поверхности. Точные прогнозы остаются за наблюдением активности приповерхностных землетрясений под конкретным вулканом», - сообщает Николай Шапиро.
Что нужно знать о вулканах Камчатке и о том, какую опасность они представляют. В статье представлено несколько интересных фактов об извержении
Вулканы Камчатки стали настоящей визитной карточкой полуострова на Дальнем Востоке. Они представляют интерес не только для туристов, но и с научной точки зрения. Это место одно из немногих сохранивших первозданную красоту от сотворения мира. Сколько на Камчатке действующих вулканов и термальных вод – не счесть, и все они настолько великолепны, насколько непредсказуемы. Каждый год просыпается то один, то другой вулкан, и всё бы это представляло большую угрозу, если бы поблизости них были расположены населенные пункты. Какие же имеют о себе вулканы Камчатки интересные факты?
Факты о вулканах Камчатки
Самый высокий и большой вулкан на Камчатке и при этом очень активный – . Зафиксировано за всё время наблюдений более 700 извержений;
полуостров огромный, но 99% всех действующих вулканов приходится на восточную его часть. Карта вулканов Камчатки это наглядно демонстрирует;
Последнее зафиксированное извержение произошло в сентябре 2017 года, и виновником его был вулкан Шивелуч. Облако пепла было поднято на высоту 9 км и протянулось на 70 км по направлению к Озерному заливу;
летом 2017 года произошло извержение вулкана Безымянного, высота поднятия пепла из которого составляла 12 км. Ветром облако было распространено в северо-западном направлении, из-за чего этой угрозе для авиации был присвоен «красный» уровень.
Какой вулкан на Камчатке именуют сопкой. Почему?
- Ключевская сопка
Ключевская сопка (Ключевской вулкан) действующий вулкан на востоке Камчатки, наиболее высокий (4750 м) активный вулкан в Евразии.
- Самый высокий действующий вулкан на Камчатке (Россия) Ключевская Сопка
Вулкан Ключевская сопка. Высшая точка Камчатского полуострова, самый высокий действующий вулкан Евразии, один из самых высоких и активных вулканов мира это все о Вулкане Ключевская сопка. Вулкан расположен в центральной части полуострова и относится к Ключевской группе вулканов крупнейшему скоплению вулканических сооружений на Камчатке состоящей из 14 вулканов. Для всей этой группы характерны ярко выраженные активные процессы вулканизма, которые проявляются здесь через кратеры центральные, побочные и трещинных зон. Гигантские размеры вулканов, довольно плотное их скопление на сравнительно небольшой площади, ярко выраженное проявление активных процессов, а также своеобразный характер состава и формы продуктов придают группе неповторимость, уникальность и притягивают к себе ученых, туристов и альпинистов. Вулкан Ключевской это типичный стратовулкан, гигантский конус вместе с основанием поднимается на высоту 4850 м. Стратовулкан, как правило, имеет коническую форму. Конус его формируется многие тысячелетия и увеличивается после каждого извержения. Образуется слоистый вулкан. Склоны его обычно крутые. Крутизна склонов Ключевской сопки - 32-33 градуса. Диаметр основания - около 15 км. Кратер вулкана имеет диаметр 550-600 м. полость кратера при извержениях меняет форму и размеры. Возраст вулкана - от 5 до 10 тыс. лет. Вулкан имеет около 90 побочных кратеров, 31 из них образовались в историческое время (на памяти людей) . Лавовые потоки вулкана разные по мощности. Один из крупнейших лавовый поток кратера Пещерный. Его площадь составляет 21,4 кв. км, мощность 20-25 м.
Подножия вулкана представляют из себя обширные площади, занятые вулканическими песками, которые размываются сухими речками - временными водотоками. Впервые извержение Ключевского вулкана отмечено и описано в сказках В. Атласова, исследователя Камчатского полуострова, в 1697 г. С тех пор вулкан извергался 54 раза. В среднем извержения происходят один раз в 5 лет. Иногда вулкан работает 3-4 года подряд. Случаются паузы в деятельности по 10-12 лет. Извержения из центрального кратера происходят реже, чем из побочных кратеров в среднем 1 раз в 25 лет. При сильных взрывах раскаленный вулканический материал выбрасывается на высоту 1500 м, а газовые тучи до 20 км. Пепел достигает долины реки Камчатки, покрывает город Ключи.
Ключевской извергается по типу везувиальному или вулканскому, для которых характерны сильные взрывные извержения, т. к. лавовый канал после каждого извержения закупоривается вследствие большой вязкости расплава. Накопившиеся ниже газы и пары взрывают эту пробку и выбрасывают на большую высоту дробленные ее части, разных форм и размеров. О Ключевском вулкане все без исключения путешественники и исследователи говорят с восхищением. Кругосветный путешественник Ф. Гюльермар, который посетил Камчатку в 19 веке, писал, что Ключевская группа вулканов по своей величественности и совершенной красоте превосходит такие известные вулканы мира, как Этно, Фудзияма. http://www.kamchatka-wildnature.ru/vulcan_kluch.htm
Термин сопка на Камчатке означает не только холм, бугор, но также действующий или потухший вулкан. Большинство вулканов Камчатки называют сопками. Ключевская сопка огромная гора правильной конусообразной формы, действующий вулкан. Конус покрыт шапкой ледника, отдельные языки которого спускаются почти до самого подножия.
ссылка заблокирована по решению администрации проекта - Ключевская Сопка-самый высокий 4750м. Всего 160 вулканов. из них 28- действующих. много горячих минеральных источников и гейзеров!
- Ключевская сопка.
- Ключевская Сопка
- Ключевская сопка (Ключевской вулкан) действующий вулкан на востоке Камчатки, наиболее высокий (4750 м) активный вулкан в мире. Координаты: 5604 с. ш. 16038 в. д. (G)
- Ключевская сопка (Ключевской вулкан) действующий вулкан на востоке Камчатки, наиболее высокий (4750 м) активный вулкан в мире. Координаты: 5604#8242; с. ш. 16038#8242; в. д. (G)
Расположен в Ключевской группе вулканов, на расстоянии 60 км от Берингова моря, вблизи от вулкана Безымянный. Правильный конус с постоянно курящимся кратером осложнн близ подошвы 70 побочными конусами, куполами и кратерами. Сложен потоками базальтовой, отчасти андезитовой лавы, в верхней части преимущественно рыхлым материалом. За 270 лет произошло более 50 сильных извержений; активны фумаролы и сольфатары. В кратере частые взрывы с выбросами бомб и пепла. Вершина нест снежники и ледники.
Считается, что гора получила название по расположенному поблизости поселению Ключи и речке Ключевка. В их же наименованиях в свою очередь отразилось изобилие горячих ключей в этих местах.
Расположен в Ключевской группе вулканов, на расстоянии 60 км от Берингова моря, вблизи от вулкана Безымянный. Правильный конус с постоянно курящимся кратером осложнн близ подошвы 70 побочными конусами, куполами и кратерами. Сложен потоками базальтовой, отчасти андезитовой лавы, в верхней части преимущественно рыхлым материалом. За 270 лет произошло более 50 сильных извержений; активны фумаролы и сольфатары. В кратере частые взрывы с выбросами бомб и пепла. Вершина нест снежники и ледники.
У подножия Ключевской сопки в поселке Ключи находится вулканологическая станция института вулканологии Сибирского отделения АН СССР. Сильные извержения были в 1729, 1739, 1790, 1796, 1829, 18531854 и 1896 годах.
Магма – это расплавленные в горячих недрах Земли горные породы с пузырьками газа. Жидкая ли она? Да, но не как вода; скорее, как каша-размазня. Ее температура не ниже 800°С, иначе магма затвердеет. С глубины примерно в 100 км (верхняя мантия Земли) она поднимается по изломам земной коры, скапливаясь в подземных пустотах – магматических камерах. В них, как в бутылке шампанского, содержится под давлением «сильногазированный» расплав силикатов – окислов кремния. Если бутылку откупорить, давление упадет, и расплав поднимется к горлышку – жерлу вулкана. Пузыри газа, вырываясь из расплава, начнут выталкивать магму. Это уже лава, шампанское, льющееся в бокал…
Извержение вулканов в Гватемале, на Камчатке, на Гавайах и в Японии. Почему просыпаются вулканы: Гватемала
Извержение вулкана вызвало тревогу в Гватемале и Мексике. Извержение , находящегося в гватемальском департаменте Кетсальтенанго, началось в пятницу, колос выбросил столб пепла на высоту в пять километров.
По данным национальной службы по уменьшению последствий стихийных бедствий Гватемалы, в зоне вулкана отмечены сильные подземные толчки и выброс продуктов жизнедеятельности вулкана в близлежащих зонах.
Власти ведут постоянный мониторинг ситуации. При этом тревога объявлена и в мексиканском штате Чьяпас, имеющем общую границу с Гватемалой. Местная служба гражданской обороны сообщила о движении облака пепла в направлении крупного города Тапачула.
В настоящее время власти Чьяпаса организовали мониторинг ситуации с возможным выпадением вулканического пепла на территории штата.
Извержение вулканов в Гватемале, на Камчатке, на Гавайах и в Японии. Почему просыпаются вулканы: Камчатка
Лавовый поток из проснувшегося вулкана Плоский Толбачик на Камчатке уничтожил вулканологическую базу «Ленинградская» и турбазу «Толбачинская». Строения находились в нескольких километрах от вулкана в районе ручья Водопадного. Людей в момент катаклизма на базах не было.
Накануне вулкану Плоский Толбачик был присвоен высший «красный» цветовой код. Он предупреждает об опасности для авиации. Специалисты полагают, что в любое время гигант может начать выбрасывать пепел на высоту до 10 километров над уровнем моря.
В населенных пунктах Майское и Красный Яр, расположенных в 50-65 км от вулкана, было отмечено выпадение вулканической пыли слоем около четырех сантиметров. Последний раз извержение вулкана Плоский Толбачик было зафиксировано в июле 1975 года и продолжалось до октября 1976 года.
Извержение вулканов в Гватемале, на Камчатке, на Гавайах и в Японии. Почему просыпаются вулканы: Гавайи
На Гавайях проснулся знаменитый вулкан Килауэа. Расположен он в национальном парке «Гавайские вулканы» и в переводе означает «извергающийся».
Раскаленная лава течет по территории Большого острова в направлении Тихого океана. Извержение активизировалось в двух местах - на выходе Пуу Оо восточной рифтовой зоны вулкана и в лавовом озере в кратере Галемаумау на вершине. Местный гид Бо Лозоф в предвкушении, что ажиотаж вокруг вулкана на ближайшие недели обеспечен, местные жители и туристы будут стремится собственноручно заполучить застывшие частички магмы из соленой воды океана.
Извержение вулканов в Гватемале, на Камчатке, на Гавайах и в Японии. Почему просыпаются вулканы: Япония
Вчера произошло взрывные извержения действующего на острове площадью приблизительно 77 кв.км. в Японии.
Он входит в структуру Супервулкана Айра- Кальдера. Это сложный вулкан с вершиной расщепленной на 3 пика, Kitadake (северный пик), Nakadake (центральный пик) и Minamidake (южный пик).
Плотности населения вокруг вулкана большая. Город Кагосима, с населением 600 000 человек, расположен буквально в нескольких километрах от вулкана, через пролив.
Все эти проснувшиеся вулканы и новые извержения действующих, свидетельствуют о том, что в земной коре неспокойно, произошло некорректное движение тектонических плит, которые выталкивают магматические потоки на поверхность.
При описании действующих вулканов нам уже приходилось упоминать о предсказании, или прогнозе, вулканических извержений. Но это чрезвычайно сложный вопрос, и на нем следует остановиться более подробно.
Мы уже знаем, что только в пределах одной Камчатки происходили необычайной силы катастрофические извержения. При извержении вулканов Kсyдач, Авачинского, Узон и других взрывами выбрасывались многокилометровые объемы вулканических продуктов и рассеивались на больших пространствах. Извержения вулканов происходили в пределах Камчатки и раньше - десятки и сотни тысяч лет тому назад, но свидетелями их остались лишь искалеченные вулканические постройки да плохо сохранившиеся продукты извержений. Но совсем недавно, после катастрофических извержений вулканов Ключевского, Безымянного и Шивелуча, можно было наблюдать воочию, во что превращается окружающая местность после подобных извержений.
Колоссальной разрушительной силы вулканические извержения происходили и происходят во многих других местах земного шара. Они возникали уже в историческое время и вызывали страшные разрушения и гибель многих десятков тысяч людей. Извержения Везувия в Италии (79 г. н. э.), Тамбора (1815 г.) и Кракатау (1883 г.) в Индонезии, Мон-Пеле на о-ве Мартиника в Атлантическом океане (1902 г.), в далеком прошлом Лаки в Исландии и некоторые другие оставили такие разрушения, которые оказались незалеченными и по сей день.
Укажем еще на одно недавнее извержение. В Колумбии после пятисотлетнего покоя в 1985 г. произошло катастрофическое извержение вулкана Руис. Он имеет высоту 5400 м над уровнем моря, к тому же покрыт льдом и снегом. Полагают, что это одно из крупнейших извержений века.. В результате этого извержения раскаленными вулканическими продуктами были засыпаны многие населенные пункты. Образовались необычайно мощные грязевые потоки (лахары), которые хлынули в пониженные части рельефа. Потоками также были уничтожены некоторые населенные пункты, в том числе город Армеро. При этом извержении погибло более 22 тысяч человек.
Естественно, люди искали защиту, стремясь как-то ослабить натиск стихии. Так, еще более трехсот лет тому назад при извержении вулкана Этна на о-ве Сицилия надвигавшемуся на город Катанию (расположен южнее вулкана), лавовому потоку люди пытались поставить всяческие преграды наподобие баррикад. Но все это делалось наспех, ибо в то время о прогнозах вулканических извержений еще не знали. Разумеется, такая защита особого эффекта не давала.
Применялись и другие меры. Совсем недавно, в 1973 г., на о-ве Хеймаей (Исландия), при извержении вулкана Хельгаффель, который возобновил свою деятельность после 7000-летнего покоя, мощный лавовый поток, надвигающийся на город с 5-тысячным населением и значительно разрушивший его, все же был остановлен тем, что его непрерывно поливали из водометов морской водой.
Хочется упомянуть еще об одном катастрофическом извержении, которое случилось в ночь на 21 октября 1986 г. в Камеруне (Западная Африка), примерно в 50 км севернее административного центра г. Баменда.
Извержение произошло совершенно неожиданно, к тому же в ночное время, в кратерном озере Ниос, площадь которого около 1,3 км 2 . Как полагает В. Н. Шилов, отличительной чертой этого извержения (ранее нигде не встречалось) следует считать внезапный выброс на поверхность большого количества вулканических газов без каких-либо обломочных материалов. При извержении преобладал углекислый газ, в значительно меньшем количестве выделялись водород и сернистый газ. Накопление этих газов из магмы продолжалось в течение длительного времени под мощной толщей озерных отложений.
Поскольку по берегам озера находились многочисленные деревни, это извержение застало людей врасплох и имело весьма трагические последствия. Выделившимися газами было отравлено много людей и животных. Общее число погибших составило 1746 человек и 7 тыс. голов домашних животных.
Особенность этого извержения состояла в том, что оно оказалось непредсказуемым, не было никаких его предвестников. Вероятно, при детальном анализе будут обнаружены данные и для прогноза подобных вулканических извержений.
Иногда возникала необходимость изменить направление лавовых потоков, чтобы предотвратить гибель городов и населенных пунктов, находящихся на их пути. В таком случае прибегали к помощи авиации и посредством взрывчатых веществ разрушали истоки лавовых потоков и их туннели. В результате предпринятых защитных мер удавалось изменить направление движения лавовых потоков. Именно так и поступили в 30-е годы нашего столетия на о-вах Гавайи при извержении вулкана Мауна-Лоа.
Однако необходимо отметить, что только строго научное предсказание извержений позволит предпринять необходимые меры и тем самым предотвратить нависшую угрозу, ибо в этом случае могут быть определены наиболее опасные зоны, возможные пути движения лавовых потоков, радиус действия раскаленных туч и многое другое.
Извержения вулканов происходили ранее и будут, несомненно, происходить и в будущем. Предотвратить извержения пока невозможно. Но люди уже давно начали задумываться над тем, как заранее узнать о грозящей им опасности. Однако прогноз извержений вулканов очень сложная проблема, и, прежде чем люди научились их предсказывать, прошли многие сотни лет.
Прогнозом извержений занимались и занимаются ученые разных стран. Много и плодотворно в этом направлении работали и вулканологи Камчатки, вначале на Ключевской вулканологической станции, а затем в Институте вулканологии АН СССР.
На чем же основаны предсказания вулканических извержений?
Существуют долгосрочные и краткосрочные прогнозы. Первые из них базируются на соответствующем районировании действующих вулканов. Такое районирование для Камчатки и Курильских островов было проведено еще в 1960-1962 гг. сотрудниками Ключевской вулканологической станции Е. К. Мархининым, А. Н. Сириным, К. М. Тимербаевой и П. И. Токаревым. Основная задача вулканического районирования сводится к тому, чтобы определить опасные зоны, связанные с вулканическими извержениями. Оно учитывает строение вулканов, характер деятельности его в прошлом, состав вулканических продуктов и рельеф местности, включает анализ тектонической обстановки (разломы и трещины, перемещения блоков) и т. д. Разработка методов прогноза вулканических извержений состоит также в том, чтобы детально анализировать предшествующие извержению явления. С этой целью ведутся длительные наблюдения, охватывающие как период извержения, так и период покоя. В настоящее время ученые установили зависимость вулканической деятельности от солнечной активности, приливных циклов и т. д.
Краткосрочный прогноз извержений основывается прежде всего на вулканических землетрясениях. Это наиболее универсальный предвестник извержений, предшествующий почти каждому из них. Причиной землетрясений являются нарушения в земной коре в виде разломов, трещин, сдвигов. От этих нарушений возникают толчки, а затем в горных породах образуются упругие волны - продольные и поперечные, которые распространяются во всех направлениях. Эти волны и вызывают землетрясения. Они улавливаются и записываются специальными приборами, которые называются сейсмографами. Одни землетрясения бывают довольно ощутимыми для людей, другие фиксируют лишь приборы. Землетрясения иногда начинаются за несколько недель до извержения. Обычно чем ближе момент извержения, тем число землетрясений увеличивается. Например, в последний день перед извержением вулкана Шивелуч землетрясения происходили почти непрерывно.
Предвестником извержения являются и наклоны земной поверхности, которые больше всего у подножия вулканов. Их также регистрируют специальными приборами - наклономерами. Эти приборы улавливают даже очень малые наклоны земной поверхности.
Одним из вспомогательных предвестников извержения являются изменения газового состава и температуры фумарол, чувствительно реагирующие на поведение вулкана. В какой-то мере предстоящее извержение можно предсказать по изменению магнитного и гравитационного поля, хотя эти методы не столь универсальны. На основании всех этих данных, и главным образом вулканических землетрясений, дается прогноз извержений, определяются их место, время, масштабы, энергия и зона опасности.
На Ключевской вулканологической станции, а затем в Институте вулканологии вот уже более четверти века имеется служба прогноза и механизма извержения вулканов. Создана оперативная служба слежения за сейсмическим режимом вулканов Камчатки, весьма нужная для прогноза извержений. За этот промежуток времени накоплен большой фактический материал, позволяющий научно обосновывать предсказание извержений. И это очень сказалось на работе как лаборатории прогноза и механизма извержений, так и смежных с нею звеньев.
Знание закономерностей связи сейсмического режима и вулканической деятельности и четкая работа оперативной службы позволили предвидеть извержения вулкана Безымянного в декабре 1959 г., апреле 1960 г. и в марте 1961 г.
Весьма интересным было предсказание катастрофического извержения вулкана Шивелуч в 1964 г. За несколько месяцев до извержения уже было ясно, что этот вулкан ведет себя неспокойно, о чем свидетельствовали землетрясения в районе расположения вулкана. Примерно за неделю до извержения произошло около 400 землетрясений, отчетливо записанных сейсмостанциями. В связи с этим была произведена необходимая подготовка для наблюдения за извержением и приняты соответствующие меры предосторожности. И вот 12 ноября 1964 г. разразилось чрезвычайной силы извержение, которого не было здесь более 100 лет. Оно может быть сопоставимо лишь с извержением этого же вулкана в 1854 г.
Предсказание извержений стало реальностью. Этот день на вулканологической станции в пос. Ключи запомнился всем. Достоверно было предсказано и Большое трещинное извержение Толбачинских вулканов. Это предсказание явилось значительным достижением советской вулканологии.
Извержения бывают разные. Выделяются слабые извержения, при которых поступает на поверхность не более 0,05 км 3 вулканических продуктов. При умеренных извержениях вулканических продуктов будет на порядок выше - 0,5 км 3 . Большие, или сильные, извержения происходят редко - с интервалом от нескольких десятков до сотен лет, но зато объем поступившею материала может достигать 5 км 3 . Естественно, катастрофические извержения - еще более сильные, но происходят они очень редко.
Какие же прогнозы были сделаны для Толбачинских извержений? Буквально за одни сутки до извержения в областной газете «Камчатская правда» П. И. Токарев писал следующее: «Ожидаемое извержение никакой угрозы населенным пунктам Камчатки представлять не будет. При извержении центрального кратера пепловая туча может подняться на высоту до пяти, а возможно, десяти километров. Вулканические бомбы могут выпадать на расстояние двух-трех километров от кратера. При побочном извержении длина лавовых потоков может достичь десяти-пятнадцати километров, а разлет бомб - не более пяти километров. Таким образом, опасная зона будет ограничиваться радиусом в 15 километров от центра извержения».
До этого несколькими днями раньше сообщалось, что в ближайшие дни произойдет прорыв побочного кратера в 10 километрах к юго-западу от активного кратера вулкана Плоский Толбачик. Это был первый официальный прогноз вулканического извержения, и он оказался довольно точным. После такого уверенного прогноза началась интенсивная подготовка к этому извержению в Институте вулканологии АН СССР. Нужно было встретить вулканическое извержение так, чтобы не упустить ни одной важной детали, как говорят, быть во всеоружии. Поэтому к месту извержения еще до предполагаемого его начала была направлена группа сотрудников института.
Извержения Плоского Толбачика происходят как из центрального кратера, так и из трещин на склонах и у подножия вулкана, в некоторых случаях на значительном удалении от центрального кратера.
На сей раз события начали развиваться примерно так же, как при извержении 1939-1941 гг., - с центрального кратера. Однако в дальнейшем все было иначе. Активная подготовка к Толбачинскому извержению началась 27 июня 1975 г. В это время активизировался центральный кратер вулкана. Возможно, одновременно с этим происходило образование скрытых трещин, по которым магматический расплав продвигался к поверхности.
Само же Большое трещинное Толбачинское извержение, как об этом уже говорилось, началось 6 июля 1975 г. в 18 км к югу от кратера вулкана Плоский Толбачик и закончилось 10 декабря 1976 г. Напомним только, что площадь, покрытая вулканическими продуктами этого извержения, радиус его действия, масштаб и место почти совпадают с данными прогноза. Все это подтверждает уникальность сделанного предсказания Большого трещинного Толбачинского извержения.