ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2013, № 6, с. 3-21
УДК 551.435.627+528.74
ИЗВЕРЖЕНИЕ 2010-2012 гг. ВУЛКАНА КИЗИМЕН -
САМОЕ ПРОДУКТИВНОЕ (ПО ДАННЫМ ДИСТАНЦИОННЫХ НАБЛЮДЕНИЙ) НА КАМЧАТКЕ В НАЧАЛЕ XXI ВЕКА. ЧАСТЬ I. Этап 11.11.2010-11.12.2011 гг.
© 2013 г. В. Н. Двигало, И. В. Мелекесцев, А. В. Шевченко, И. Ю. Свирид
Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН 683006 Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9, e-mail: dvig@kscnet.ru Поступила в редакцию 30.10.2012 г.
Приведены результаты детального анализа аэрофотоснимков и космических изображений района вулкана Кизимен, характеризующие геолого-геоморфологический эффект последствий его продолжающегося извержения в 2010—2011 гг. Показано, что по общему объему (> 0.5 км3) и массе (>109 т) изверженного (резургентного + ювенильного) вещества оно — самое продуктивное на Камчатке за первые 12 лет XXI века. Доминирует (>90%) ювенильный материал, отвечающий по составу андезитам. На долю пирокластики (тефра, отложения ювенильных пирокластических лавин и раскаленных обломочных лавин) приходится >0.3 км3 и >0.45 х 109 т лав (очень мощный глыбовый лавовый поток длиной 3.052 км и площадью 2.163 км2) — около 0.195 км3 и 0.45 х 109 т. За исключением тефры, выпавшей на площади порядка 100 тыс. км2, весь остальной материал был аккумулирован на конусе вулкана Кизимен и у его подножия. Средняя интенсивность выноса ювенильного вещества составила за 13 месяцев (11.11.2010—11.12.2011 гг.) около 15 м3/с (29 т/с). Заметные изменения произошли и в привершинной части конуса вулкана.
Б01: 10.7868/80203030613060023
МОРФОЛОГИЯ, СТРУКТУРНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ И ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ВУЛКАНА
Действующий вулкан Кизимен (55°08' с.ш., 160° 19' в.д., абс. высота — 2376 м в 1972 г.) — сложно построенная форма рельефа (рис. 1), не имеющая по своей морфологии точного аналога среди других вулканических образований в пределах Курило-Камчатской области. Верхняя и средняя части постройки вулкана образованы комбинацией из разных по размеру, степени сохранности, возрасту и составу лавовых потоков и экструзивных куполов с мощными агломератовыми мантиями. В строении подножия вулкана ведущая роль принадлежит крутонаклонным (8—10°) равнинам, сложенным обвально-взрывными толщами, и обширным, пологонаклонным (2—5°) равнинам пирокластических потоков. Вскрытая мощность обвально-взрывных толщ и пирокластических отложений достигает в разных местах от 40 до 170 м [Мелекесцев и др., 1992].
Однако по размерам Кизимен типичен для действующих вулканов Камчатки. Площадь его основания вместе с равнинами подножия — около 120 км2. Относительная высота постройки над руслом р. Левая Щапина — 1950—2000 м. Крутизна склонов конуса в средней и верхней частях — 30—40°. Суммарный объем постройки, включая отложения равнин подножий, около 25 км3.
Вулкан Кизимен располагается на восточном борту Щапинского грабена и приурочен к системе крупноамплитудных сбросов северо-восточного простирания зоны сочленения этого грабена с горстом хребта Тумрок (рис. 2). Фундаментом вулкана служат вулканогенные и вулканогенно-осадочные породы верхнемиоценовой щапин-ской свиты, а также вулканиты тумрокского комплекса верхнеплиоцен-плейстоценового возраста [Шанцер и др., 1969; Мелекесцев и др., 1992]. Предполагается, что кровля этого фундамента (по структурным построениям И. В. Мелекесце-ва) находится на абсолютной отметке от 200 до
Рис. 1. Извергающийся вулкан Кизимен 14.07.2012 г. Вид с ССВ.
На среднем плане — двухлопастной лавовый поток 2011—2012 гг. Склоны конуса полностью перекрыты пирокласти-кой текущего извержения, у подножия — пирокластические равнины. Вверху слева — оз. Теплякова, ниже — новые подпрудные озера. Фото А.А. Овсянникова.
300 м [Мелекесцев и др., 1992], а высота современной постройки вулкана, следовательно, превышает 2000 м.
Район Щапинского грабена вместе с примыкающими участками лавовых плато в пределах Центральной Камчатской депрессии и горста хребта Тумрок — один из самых активных в сейсмотектоническом отношении. Свидетельство этого — густая сеть разрывных тектонических и сейсмотектонических нарушений разных типов и возраста, вплоть до голоценовых. Серии сильных коровых землетрясений неоднократно происходили здесь [Гарбузова, Соболевская, 2008] и в историческое время (ХУШ—ХХ1 вв.). Разбита многочисленными разрывными нарушениями и сама постройка вулкана Кизимен [Мелекесцев и др., 1992].
Вулкан Кизимен возник на границе позднего плейстоцена и раннего голоцена 12—11 тыс. лет назад. На основе реконструкции истории развития вулкана был предложен прогноз дальнейшей его активности [Мелекесцев и др., 1992]. Первые общие сведения о морфологии и геологическом
строении вулкана были получены Б.И. Пийпом, исследовавшим его летом 1943 г. [Пийп, 1946б]. Позднее вулкан изучался и другими учеными [Шанцер и др, 1969, 1973, 1991; СЬилкоуа ^ а1., 2007]. Ими были приведены данные о химическом составе лавовых потоков, а также установлено наличие лав андезибазальтового состава.
К действующим вулканам Кизимен был отнесен К. Дитмаром, наблюдавшим на нем в августе 1852 г. с расстояния 70 км фумарольную активность, которая, по свидетельству жителей близлежащих поселений, продолжалась к тому времени приблизительно 25 лет [Дитмар, 2009].
Первые данные о составе фумарольных газов на вулкане Кизимен были получены в 1978—1979 гг. [Кирсанова и др., 1983]. Тогда же была измерена температура (220—240° С) и скорость истечения газов (более 100 м/с) из "ревущей" фумаролы. В 2009 г. измеренные температуры фумарольных газов варьировались от 171 до 340°С [Тембрел, Овсянников, 2009].
Рис. 2. Схема расположения вулкана Кизимен.
Видны многочисленные, выраженные в рельефе, разрывные нарушения плейстоцен-голоценового возраста.
10 5 0 10 км
I_I_I_I_I_I
Гораздо меньше "повезло" вулкану Кизимен в непосредственном полевом исследовании самих последствий его извержений. Самое раннее историческое извержение вулкана в 1928—1929 гг. никто из геологов и вулканологов не наблюдал и продукты его не изучал. Противоречивые сведения об этом извержении получены от жителей селений, расположенных на значительном удалении от вулкана. Побывав на вулкане Кизимен в 1943 г., Б.И. Пийп явных следов произошедшего извержения уже не обнаружил. Не смог он детально изучить и вершину вулкана, где хотел найти кратер, который там так и не увидел: "Пересечь всю вершину не было возможности, но с западного края вершинного лавового поля было видно, что вершина занята только сплошным нагромождением лавы, которая многими рукавами переливалась отсюда на склоны" [Пийп, 1946б, с. 31]. Судя по
приведенному описанию, Б.И. Пийп, по нашему мнению, оказался на самом молодом поле андези-базальтовых лавовых потоков, излившихся из бок-ки современной северной вершины вулкана [Мелекесцев и др., 1992]. Открытый на восток кратер в юго-восточной части вершины вулкана Кизимен, вероятно, он не мог наблюдать, поскольку находился практически на противоположной стороне от него. Этот кратер четко дешифрируется на аэрофотоснимках 1950, 1979 и 1989 гг. Вполне возможно, что именно он и был центром извержения 1928-1929 гг. Данных о типе изверженных пород, их составе и объеме Б.И. Пийп не привел.
Основываясь на своих наблюдениях и сведениях, полученных от местных жителей, видевших извержение 1928-1929 гг., Б.И. Пийп [Пийп, 1946б] предположил, что оно было умеренным, а его эруптивный центр был, все-таки, приурочен к вершине
вулкана, а не к тому месту, где сейчас располагаются активные сольфатары.
После 1929 г., до первой половины 2009 г., активность вулкана Кизимен проявлялась лишь в фумарольной деятельности на его северо-западном склоне, которая то усиливалась, то ослабевала. Неоднократно происходившие серии местных землетрясений [Гарбузова, Соболевская, 2008] к извержению не приводили.
Подготовка текущего извержения вулкана Кизимен началась с проявления сейсмических событий летом 2009 г. [Сенюков и др., 20116]. В работе Дрознина с соавторами [Дрознин и др., 2011] предлагается считать началом извержения 11.11.2010 г., когда произошел взрыв (или резко усилилась фумарольная активность в кратере вулкана), а парогазовое облако с примесью пепла поднялось на высоту 1.5 км над вершиной вулкана. Следы этой и последующей активизации удалось наблюдать 21.11.2010 г. В.Н. Двигало. [Двигало и др., 2011], который участвовал в облете вулкана Кизимен и выполнил плановую аэрофотосъемку. Фотограмметрическая обработка аэрофотоснимков показала первые, еще незначительные, изменения в строении вершины вулкана, вызванные его активизацией, и проявившейся в появлении новых термальных площадок и фумарольных полей [Двигало и др., 2011]. Температура этих фумарол превышала 130°С [Дрознин и др., 2011].
Сведения о характере деятельности вулкана в интервале времени от 22 ноября по 9 декабря 2010 г. отсутствуют, так как из-за плохой погоды вулкан был недоступен для визуальных и спутниковых наблюдений.
09.12.2010 г. появились сейсмические сигналы, которые могли свидетельствовать о газовых взрывах и обломочных лавинах [Сенюков и др., 2011а]. Понять, что происходит на вулкане, удалось благодаря фотографии, сделанной 10.12.2010 г. канадским геофизиком Д. Пейджем (Don Page) с борта пролетавшего вблизи от вулкана авиалайнера. На снимке (http://www.kscnet.ru/ ivs/kvert/current/kzm/dPage_101210.jpg), по предположению И.В. Мелекесцева, зафиксирован сход с вершины вулкана к его подножию либо раскаленной обломочной лавины, либо юве-нильной пирокластической лавины, с высоко поднимающимся над ними парогазовым облаком с пеплом.
К настоящему времени (конец августа 2012 г.) извержение вулкана Кизимен непрерывно продолжается уже свыше 20 месяцев (11.11.2010— 15.08.2012 гг.). За это время плановой топографи-
ческой аэрофотосъемкой состояние вулкана фиксировалось трижды: 21.11.2010 г. — при появлении первых внешних признаков его активизации, 11.12.2011 г., более чем через год его интенсивной деятельности, и 14.07.2012 г.
Между 21.11.2010 и 11.12.2011 гг., благодаря содействию Д.В. Мельникова (ИВиС ДВО РАН) и сотрудника Аляскинской вулканологической обсерватории Рика Вессела,
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.