ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2011, № 4, с. 50-59
УДК 551.21
ИЗВЕРЖЕНИЕ ВУЛКАНА БЕЗЫМЯННЫЙ 24 ДЕКАБРЯ 2006 г., КАМЧАТКА
© 2011 г. Н. А. Малик
Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН 683006 Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9, е-таП: malik@kscnet.ru Поступила в редакцию 15.11.2010 г.
24 декабря 2006 г. произошло эксплозивное извержение вулкана Безымянный. Изучено распределение отложений пеплопада на территории полуострова. Исследованы химический, минеральный, гранулометрический составы тефры, ее водорастворимый комплекс. На площади более 8000 км2 в окружающую среду вместе с 7 млн т пепла поступило около 30 тыс. т водорастворимых веществ. Приведены сведения об извержении из различных источников и выполнена оценка его геологического эффекта. Общий объем изверженной пирокластики составил 0.01—0.014 км3 : пепла — 0.004 км3, отложений пирокластического потока — 0.006—0.01 км3.
ВВЕДЕНИЕ
Вулкан Безымянный после возобновления его активности в октябре 1955 г. является одним из наиболее активных вулканов Камчатки. В результате пароксизмального извержения 30 марта 1956 г. образовался большой взрывной кратер, в котором по настоящее время происходит рост экструзивного купола и связанные с ним эксплозивные извержения. С 1977 г., наряду с жесткими блоками, начали выжиматься вязкие лавовые потоки [Богоявленская и др., 1981]. С этого времени на вулкане ежегодно происходят 1—2 кратковременных эксплозивных извержений, которые характеризуются подъемом эруптивной колонны до 6—15 км над уровнем моря (н.у.м.) и формированием пирокластических потоков длиной до 12.5 км.
В 2006 г. произошло два межпароксизмальных эксплозивных извержения вулкана: 9 мая [Гирина и др., 2006] и 24 декабря. Продукты последнего изучались во время полевых работ в декабре 2006—марте 2007 гг.
Общая характеристика и ход извержения 24 декабря 2006 г. По данным Камчатского филиала Геофизической службы (КФ ГС) РАН, сейсмическая подготовка этого извержения началась в конце ноября 2006 г. [Гирина и др., 2006]. 23 декабря по видеоснимкам впервые были отмечены раскаленные лавины, сопровождавшиеся подъемом облаков пепла до 600 м над вулканом (3.5 км н.у.м.). 24 декабря с 11:50 (здесь и далее местное время) по видео и визуальным данным наблюдались крупные лавины и эксплозии с подъемом пепла до 6.5 км н.у.м. и распространением шлейфов в северо-восточном направлении. Согласно сейсмическим данным кульминационная фаза извержения происходила 24 декабря с 21:17 до 22:10. Пепловая колонна в форме гриба поднялась до 13 км н.у.м., в колонне наблюда-
лись вспышки молний (из сообщения сотрудников сейсмостанции "Козыревск").
По данным сотрудников Камчатской вулканологической станции в ночь с 24 на 25 декабря в п. Ключи выпало около 1 см пепла со снегом (во время и после пеплопада в воздухе ощущался резкий запах серы).
По спутниковым данным пепловое облако на высоте 9—10 км перемещалось в начале на северо-восток (азимут около 40°), постепенно меняя направление на восточное (в 150 км от вулкана — азимут 58°, в 740 км — 83°), и отмечалось на расстоянии до 850 км от вулкана. Наиболее четко пепловое облако размером 45 х 25 км зафиксировано на спутниковом снимке NOAA18 (25 декабря 2:54), когда оно находилось на расстоянии 150 км на северо-восток от вулкана, т.е. перемещалось со скоростью около 8 м/с.
При изучении проб пепла было отмечено неравномерное распределение его по обе стороны от оси пеплопада (рис. 1). Результаты зондирования атмосферы в районе п. Ключи (ЗГМО "Ключи") показали, что во время извержения на высотах 1—2.5 км отмечался ветер юго-восточных румбов (115—175°) со скоростью 9—14 м/с, а на высотах 2.7—13 км преобладал юго-западный ветер (215—245°) со скоростью 3—25 м/с. Этим объясняется смещение облака пепла и выпадение более крупной фракции к северо-северо-западу от основной оси пеплопада.
Геологический эффект декабрьского извержения слагается из отложений тефры, лавового и пирокластического потоков. Судя по данным, приведенным в работе [Carter et al., 2008], пирокластический поток с южного склона купола прошел 6.5 км в юго-восточном направлении. На расстоянии около 5 км от кратера он повернул на восток-юго-восток. Отложения потока заполнили долину шириной 425 м и включали несколько языков, отклонившихся от ос-
Рис. 1. Схема распределения отложений пепла извержения вулкана Безымянный 24 декабря 2006 г. 1 — точки отбора проб, масса пепла на единицу площади, г/м2; 2 — изолинии массы пепла на единицу площади, г/м2; 3 — активные вулканы.
новного русла. Общая площадь потока была оценена по термальной аномалии (территория с температурой на 10°С выше фона) в 2.04 км2 [Carter et al., 2008]. Обследовать эти отложения сразу после извержения не удалось. В результате последующего извержения 12 мая 2007 г. они были частично перекрыты новым пирокластическим потоком.
По спутниковым изображениям в видимом и инфракрасном диапазоне на юго-восточном склоне купола был обнаружен лавовый поток длиной 625 м, шириной 200 м и площадью около 97200 м2 [Carter etal., 2008].
Отложений грязевых потоков не было отмечено, что связано, вероятно, с небольшой мощностью снежного покрова на склонах вулкана в начале зимы.
Отложение пепла происходило на снег, что позволило во время полевых работ в январе-марте 2007 г. отобрать около 40 образцов пеплов из шурфов, расположенных на расстоянии 23—80 км от вулкана, по оси пеплопада и поперек нее; описание восьми из них представлено в табл. 1. Подобные работы впервые описаны в [Овсянников и др., 1992]. Так как с декабря 2006 г. также происходило извержение вулкана Шивелуч, часть отложений тефры вулкана Безымянный, не перекрытых снегом, перемешалась с пеплом Шивелуча, усиление активности которого отмечалось 26—27 декабря с распространением пеп-лопадов в восточных направлениях. В настоящей работе рассматриваются только чистые пробы пепла
Таблица 1. Расположение и количественные характеристики проб пепла вулкана Безымянный извержения 24.12.2006 г.
Номер пробы Расстояние от вулкана, км Расстояние от оси пеплопада, км Масса пепла на единицу площади, г/м2 Количество водорастворимых веществ на 100 г пепла, мг
Б-11 31 4 1300 315
Б-4 40 0 2560 -
Б-6 40 1 2400 360
Б-3 41.5 12 250 440
Б-5 42 6 1250 370
Б-8 42 6 1140 -
Б-55 56 14 800 460
Б-22 59 3 1400 440
Таблица 2. Химический состав продуктов извержения 24.12.2006 г., мас. %
Компоненты Пепел Бомбы
Б-930 Б-11 Б-3 Б-54/3 ср. Б-932/1 Б-932/2
SiO2 59.57 59.90 61.50 60.67 60.58 58.18 57.44
TiO2 0.72 0.73 0.68 0.75 0.73 0.75 0.74
A12O3 17.80 17.43 16.89 16.91 17.21 18.47 18.98
Fe2O3 3.69 3.35 3.49 3.16 3.17 2.51 2.69
FeO 3.21 3.65 3.77 3.87 3.82 4.71 4.65
MnO 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.13 0.13
CaO 7.07 6.96 6.44 6.32 6.71 7.77 7.83
MgO 2.67 2.71 2.03 2.84 2.47 2.49 2.57
Na20 3.67 3.66 3.63 3.74 3.71 3.66 3.67
K2O 1.32 1.33 1.29 1.46 1.32 1.18 1.14
P2O5 0.16 0.16 0.14 0.17 0.15 0.15 0.15
Примечание. Б-930, Б-11, Б-3, Б-54/3 — пробы пепла, отобранные, соответственно, на расстоянии 23, 31, 41.5 и 68 км от вулкана; ср. — среднее арифметическое из результатов анализа 20 проб пепла; Б-932/1 — бомба из темного пористого андезита, Б-932/2 — бомба из более плотного серого андезита. Химический анализ выполнен в Аналитическом центре ИВиС ДВО РАН на рентгенофлуоресцентном спектрометре "S4 PIONEER". Аналитики: Карташева Е.В., Чеброва Н.И., Рагулина В.М., Са-довникова А.О. Результаты пересчитаны на безводную основу.
вулкана Безымянный, без примеси материала Ши-велуча.
Также были изучены обломки вулканических бомб, отобранные А.А. Овсянниковым на седловине между вулканами Камень и Безымянный. Бомбы размером 5—10 см были впаяны в снег и окружены корочкой льда, что говорит об их высокой температуре во время падения на снег. Один из обломков представлен темным пористым, другой — плотным серым андезитом.
Геологический эффект извержения. На основании изучения пепла в 40 точках, а также спутниковых снимков, составлена схема распространения отложений тефры (см. рис. 1). Форма изолиний массы тефры (г/м2) была принята эллиптической. Общая масса тефры оценивалась по формулам В.А. Широкова (1985) и составила около 7 млн т или 0.004 км3 (в
1
пересчете на объемный вес уплотненного пепла 1.75 г/см3). Пеплопадом было охвачено более 8000 км2 территории полуострова. Близкие оценки получены по формулам [Федотов, 1982] (5 млн т) и по методам расчета ^е^ет й а1., 1992; Legros, 2000] (4—5 млн т).
Объем отложений пирокластического потока при длине 6.5 км, ширине до 425 м и площади более 2 км2 оценивается в 0.006—0.01 км3 при предположении, что его средняя мощность по аналогии с потоками предыдущих извержений [Белоусов и др., 1998;
1 Вычислен автором по результатам замеров объема и массы
сухого уплотненного пепла данного извержения в лабора-
торных условиях.
Гирина и др., 2006; Малышев, 2000; Федотов и др., 1985] составляет 3—4 м.
Общий объем пирокластического материала извержения составил 0.01—0.014 км3, что соответствует извержениям средней силы, характерным для периода активности вулкана Безымянный после 1956 г.
Петрохимические особенности тефры. Тефра декабрьского извержения, как и все изверженные вулканом породы с 1955 г., относится к андезитам нормального щелочного ряда известково-щелочной серии. Пепел, отобранный на расстояниях 23—70 км, в результате эоловой гравитационной дифференциации имеет более кислый состав, чем бомбы того же извержения (табл. 2).
При сравнении химического состава бомб с составом пород извержений 1956—1989 гг. [Малышев, 2000] и извержений 1956—1991 гг. [Озеров и др., 1997] (рис. 2, табл. 2) значительные отличия наблюдались только для оксида магния, для которого в 2006 г. отмечены низкие значения, что не укладывается в выявленную тенденцию роста его содержания в ходе исторического эруптивного цикла [Малышев, 2000]. Можно отметить также сравнительно высокое содержание и преобладающую роль закисного железа в продуктах данного извержения относительно исторических (см. рис. 2). На вариационных диаграммах (см. рис. 2) не учитывались результаты химических анализов пеплов, так
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.