ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2009, № 5, с. 24-37
551.435.627+528.74
ГЕОЛОГО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ КАТАСТРОФИЧЕСКИХ ОБВАЛЬНЫХ И ОБВАЛЬНО-ОПОЛЗНЕВЫХ ПРОЦЕССОВ В КАМЧАТСКОЙ ДОЛИНЕ ГЕЙЗЕРОВ (ПО ДАННЫМ АЭРОФОТОГРАММЕТРИИ)
© 2009 г. В. Н. Двигало, И. В. Мелекесцев
Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский, 683006
Поступила в редакцию 22.04.2008 г.
Рассмотрены результаты аэрофотогеодезических работ 1973-2008 гг., проведенных в районе знаменитой Камчатской Долины Гейзеров Институтом вулканологии ДВО РАН (ИВ) - 1973-1993 гг. и его преемником Институтом вулканологии и сейсмологии ДВО РАН (ИВиС) - 2007-2008 гг. совместно с кафедрой фотограмметрии Новосибирского института инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (НИИГАиК) - 1973-1985 гг. Аэрофотосъемка, выполненная ИВ после тайфуна Эльза в октябре 1981 г., позволила выявить и зафиксировать первый со времени начала наблюдений связанный с тайфуном оползень на восточном склоне Долины. Измеренная площадь оползневых отложений - 28600 м2, объем - 80000 м3. Анализ материалов аэрофотосъемки 12 июля 2007 г. явился базой для объективной оценки последствий катастрофического события 3 июня 2007 г. в Долине Гейзеров, определения качественных и количественных характеристик вновь возникших форм, долгосрочного прогноза будущих опасных явлений и процессов. Сделан вывод о том, что опасные природные события и процессы, бывшие в прошлом, несомненно, станут происходить и в дальнейшем. Поэтому необходим постоянный мониторинг Долины Гейзеров с помощью высокоточных геодезических и дистанционных методов.
ВВЕДЕНИЕ
3 июня 2007 г. в знаменитой Камчатской Долине Гейзеров, отнесенной к объектам Всемирного наследия ЮНЕСКО, случилась катастрофа: с борта долины р. Гейзерная сошел крупный обвало-опол-зень, который вызвал кардинальные изменения природной обстановки, а также разрушения и повреждения хозяйственных объектов Кроноцкого Государственного биосферного заповедника. Последствия этой природной катастрофы были изучены сотрудниками Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН. Причем определяющую роль в получении объективных оценок качественных и количественных параметров произошедшего события, его общего геолого-геоморфологического эффекта, выявления и картирования предшествующих событий такого рода, оценке будущей опасности сыграли данные стереофотограмметрии Долины Гейзеров. Подобные данные невозможно было бы получить, если бы до катастрофы 2007 г. не выполнялись аэрофотосъемочные работы, на базе которых составлялись топопланы и крупномасштабные карты на отдельные участки Долины Гейзеров и сопредельные территории. В настоящее время подведены первые итоги исследований Долины Гейзеров, проведенных на основе данных стереофотограммет-рии, сделаны соответствующие выводы и прогнозные оценки дальнейшего развития здесь опасных процессов. Все это изложено в представленной статье, в том числе, предыстория и примененная методика исследований.
ВУЛКАНО-СТРУКТУРНАЯ ПОЗИЦИЯ ДОЛИНЫ ГЕЙЗЕРОВ
Главная особенность вулкано-структурной позиции Долины Гейзеров - ее приуроченность к исключительно динамичной и интенсивно прогретой центральной части крупного кальдерного комплекса плейстоценового возраста, расположенного внутри 70-75-километровой Узонской купольно-кольцевой структуры, которая была выделена Ю.П. Масуренковым [8]. На рис. 1а показана лишь западная половина этого кальдерного комплекса [1], включающего три выраженных в рельефе кальдеры: Пра-Узон (реконструированная площадь - 170-175 км2, возраст - средний плейстоцен), Узон (площадь около 80 км2, 14С возраст - 3940 тыс. лет), Гейзерная ( площадь примерно 66 км2, возраст позднеплейстоценовый).
Восточная половина комплекса дополняется гигантской (20-25 км в поперечнике) кальдерой Пра-Кихпинычская, выделенной И.В. Мелекесцевым по результатам дешифрирования аэрофотоснимков и космических изображений, с вложенными в нее, близкими по размерам (5.5 х 4.5 км) кальдерами Желтая и Кихпинычская (выделены В.Л. Леоновым [6] и И.В. Мелекесцевым). В кальдере Желтая располагается сложенный породами, сильно измененными гидротермальными процессами, потухший вулкан Желтый (1585 м), а в кальдере Кихпинычская - вулкан Молодой Кихпиныч с действующим конусом Савича (1552.5 м), который возник ~1400 л.н. [2, 14]. Молодой Кихпиныч поса-
Рис. 1. Структурная позиция (а), обвальные и обвально-оползневые формы (б) района Долины Гейзеров. 1-3 - бровки уступов кальдер (1 - Пра-Узон, 2 - Узон, 3 - Гейзерная); 4 - эксплозивные кратеры; 5 - стратовулканы; 6 - экструзивные куполы; 7 - гейзеры; 8 - крупнейшие разрывные нарушения, выраженные в рельефе; 9-10 - обвальные и обвально-оползневые центры (9 - вдоль бровок долин рек Гейзерная и Шумная, 10 - на склонах долины р. Гейзерная); 11 -выраженные в рельефе разрывные нарушения разных типов; 12 - тела аллохтонов доисторического возраста; 13 - тела обвальных и обвально-оползневых форм доисторического возраста; 14 - формы обвало-оползня 3 июня 2007 г. Контур с датой 1981 г. - оползень, связанный с тайфуном Эльза; оз. - подпрудное озеро 2007 г.
0 2 4 6
1_I_I_I_I_I
а 6
ЫА
0 400 800 м
1_I_I_I_I_I
^ 9 11 1З
; 10 12 14
жен на вулкан Старый Кихпиныч [2, 14], сложенный, как и вулкан Желтый, интенсивно измененными породами: коалинизированными и алунити-зированными пемзами и лавами [3]. Кроме того, постоянная сольфатарная активность проявляется у юго-западного подножия этого вулкана, в истоках р. Гейзерная.
Сплошное площадное распространение измененных пород свидетельствует о значительной тепловой мощности и вполне вероятном неглубоком залегании обширного, нагретого до высокой температуры, магматического тела или комплекса магматических тел, внедренных в породы фундамента обоих вулканов. Они же явно служат и источником теплового питания термального поля Верхнегейзерных паровых струй и Кихпинычских термальных полей (рис. 71 в [7]). По морфологии (пологий свод), обилию насаженных эруптивных
аппаратов разного типа (стратовулканы, экструзивные куполы, шлаковые конусы), площадной прогретости измененных пород, приуроченности к 20-25 километровой кальдере описываемый участок может быть отнесен к типичным внутрикаль-дерным резургентным поднятиям, характерным для крупных кальдер. Причем интенсивное повсеместное выделение тепла, недавнее (4800 л.н.) возникновение вулкана Молодой Кихпиныч и его неоднократные извержения, практически вплоть до исторического времени, с образованием эффузивного купола Краб после 1400-1500 гг. [2, 14], наличие свежих разрывных нарушений, обвалы указывают на продолжающееся активное формирование этой структуры. На западе последняя сопрягается еще с одной предполагаемой структурой типа внут-рикальдерного резургентного поднятия, фрагментом которой служит разбитое густой сеткой раз-
рывных нарушений Плато Широкое. По [5], в основании разреза плато вскрывается сложно-построенная пачка вулканогенных и туфогенно-осадочных пород с видимой мощностью до 300 м, имеющая плиоцен-раннеплейстоценовый возраст. На ней по очень неровному эрозионному контакту залегают три толщи пирокластики, включая иг-нимбриты, кальдерообразующих извержений общей мощностью до 600 м [5, 6]. На месте уничтоженной части западной структуры располагаются крупные экструзивные массивы плато Круглое (1025 м) и г. Гейзерная (1086 м). Граница между западным и восточным резургентными поднятиями проходит по долине р. Гейзерная, заложенной по кольцевому разлому у восточного борта кальдеры Гейзерная (рис. 1а).
В настоящее время обе эти структуры и насаженные на них вулканические образования прорезаны долиной р. Гейзерная в ее нижнем и среднем течении на глубину до 400-500 м.
Подобная вулкано-структурная приуроченность долины р. Гейзерная и ее большая глубина оказались главным благоприятным фактором для возникновения здесь знаменитой Камчатской Долины Гейзеров, а также оказали определяющее влияние на весь комплекс прошлых и современных геолого-геоморфологических процессов, в том числе, и самых катастрофических. Неглубоко залегающие магматические тела в пределах резургентных поднятий обеспечили резко повышенный уровень выноса тепла и интенсивный нагрев большого объема воды. Измеренная на протяжении многих лет исследований общая разгрузка термальных вод Гейзерной системы равна 250-300 л/с, а естественная тепловая мощность, определенная по величине разгрузки и глубинной температуре (250°С), достигает 320 МВт [7]. Обилие глинистых измененных пород, густая сетка разрывных нарушений, быстрый эрозионный глубинный врез р. Гейзерная, высокая сейсмичность района послужили причиной проявления исключительной по масштабам обвальной и обвально-оползневой деятельности на крутых и высоких бортах ее долины (рис. 16). На протяжении последних 20-25 тыс. лет возникли десятки крупных оползней, обвалов с грубообло-мочными лавинами и аллохтонами. Самые свежие из них имеют современный возраст: связанный с тайфуном Эльза оползень случился в 1981 г. [13], а катастрофический обвал в бассейне руч. Водопадный (левый приток р. Гейзерная) - 3 июня 2007 г.
ИСТОРИЯ И МЕТОДИКА АЭРОФОТОГЕОДЕЗИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ
Аэрофотогеодезические (аэрофотограмметрические) наблюдения за состоянием Долины Гейзеров, по инициативе В.М. Сугробова, были начаты ИВ совместно с кафедрой фотограммет-
рии НИИ-ГАиК в 1973 г. Основной задачей первых лет сотрудничества являлось топографическое картографирование Долины. В августе-сентябре 1973 г. впервые была выполнена планово-высотная подготовка объекта под крупномасштабное топографическое картографирование (закрепление, определение координат и маркировка опознаков), а в конце сентября своими силами и средствами произведена аэрофотосъемка Долины Гейзеров с целью составления топографических планов и карты в масштабах 1 : 2000 и 1 : 10000. Составительские оригиналы двух топографических планов масштаба 1 : 2000 (на участок дна Долины Гейзеров от гейзера Первенец до гейзера Великан и всю зону распространения горячих источников вдоль русла руч. Во-допадый) и листа карты масштаба 1 : 10000 (на полосу, шириной 2 км, дна Долины Гейзеров от ме
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.