ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2013, № 2, с. 48-62
УДК 551.21
КРУПНЫЕ ЭКСПЛОЗИВНЫЕ ИЗВЕРЖЕНИЯ ВУЛКАНА ШИВЕЛУЧ (КАМЧАТКА) С ЧАСТИЧНЫМ РАЗРУШЕНИЕМ ЭКСТРУЗИВНОГО КУПОЛА 28 ФЕВРАЛЯ 2005 г. и 27 ОКТЯБРЯ 2010 г.
© 2013 г. Н. А. Жаринов, Ю. В. Демянчук
Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН 683006 Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9, e-mail: nzhar@kscnet.ru Поступила в редакцию 04.05.2012 г.
Рассматриваются извержения вулкана Шивелуч в 2005—2011 гг., сейсмичность и деформации лавового купола в ходе его формирования. Показано, что образование внутрикратерного экструзивного купола идет неравномерно. Максимальный расход изверженной лавы достигает 0.6 млн.3/сутки. Усиленная эксплозивная деятельность предшествует периодам интенсивного роста лавового купола. Определены объемы и глубина питающих магматических очагов крупных извержений вулкана 12.11.1964 г., 28.02.2005 г. и 27.10.2010 г. Выполнены расчеты эффективной вязкости лавовых потоков извержений 2007 и 2011 гг.
DOI: 10.7868/S0203030613020077
ВВЕДЕНИЕ
С августа 1980 г. на вулкане Шивелуч (56°6 с.ш., 161°4 в.д.) в центральной части кратера, образованного в ходе катастрофического извержения 12 ноября 1964 г., идет выжимание новых экструзивных куполов (рис. 1). С появления первой экструзии выполнялись наблюдения за ее ростом: проводилась аэросъемка, тригонометрическое нивелирование, наземная фототеодолитная съемка, а также видеосъемка вулкана [Двигало, 1984, 2000; Жаринов, Демянчук, 2008]. Сведения об основных этапах формирования лавового купола, краткое описание извержений во время нового эруптивного цикла в 1980—2007 гг., результаты определения высот и объемов экструзивных куполов, данные о минералогическом и химическом составах продуктов извержений приведены в работах [Федотов и др, 2004; Гирина и др., 2006; Жаринов и др., 1995; Мелекесцев и др., 2003, 2004; Горбач, 2006].
В предыдущих исследованиях выделено несколько этапов формирования купола. I этап —август 1980 г.—конец 1981 г. — выжимания экструзии; II этап — апрель 1993 г.—январь 1995 г. мощное эксплозивное извержение с последующей экструзивной деятельностью, сопровождающейся увеличением расхода изверженных продуктов и выжиманием новых экструзий. III — этап характеризуется тем, что экструзивный тип извержения, сменился эксплозивно-экструзивным с излиянием лавовых потоков. После кратковременных эксплозивных извержений в 2001, 2004, 2005
и в 2010 гг. наблюдалось усиление экструзивного процесса, который выражался в интенсивном приросте высоты и объеме лавового купола
В результате извержения 28 февраля 2005 г. мощными взрывами была разрушена западная часть вершины купола. Пирокластический поток, сопровождавший эксплозивное извержение, распространился до 25 км от вулкана [Жаринов, Демянчук, 2008]. С марта 2005 г. до эксплозивного извержения 27 октября 2010 г. процесс выжимания лавовых куполов, сопровождаемый пепловы-ми выбросами и отложением небольших пиро-кластических потоков, продолжался.
27 октября 2010 г. произошло эксплозивное извержение, в ходе которого была разрушена восточная часть экструзивного купола. Это извержение было одним из сильнейших после начала роста экструзивного купола в августе 1980 г. После эксплозивной фазы во время извержений 2007 и 2011 гг. на куполе наблюдалось образование вязких лавовых потоков длиной до 640 м. Интенсивную эксплозивную деятельность и разрушения лавовых куполов в 2005 и 2010 гг., а также сход протяженных вязких лавовых потоков, можно считать новым этапом деятельности вулкана.
Работа посвящена детальному рассмотрению динамики извержений вулкана Шивелуч за последние десятилетие, изменению в характере деятельности вулкана, которое не могло не отразится на химический состав пеплов. В работе выполнена оценка вязкости лавовых потоков извержений 2007 и 2010 гг.
Рис. 1. Общий вид на вулкан Шивелуч с ЮВ.
В центре — растущий экструзивный купол. Съемка 21.11.2010, фото Демянчука Ю.В. На переднем плане купола видны разрушения в результате извержения 27 октября 2010 г.
АКТИВНОСТЬ ВУЛКАНА ШИВЕЛУЧ В 2005-2011 гг.
В данном разделе приведены результаты визуальных и видео наблюдений, полученные авторами лично при изучении деятельности вулкана в указанный период.
2005 г. В ночь с 27 на 28 февраля (время местное) произошло эксплозивное извержение, в результате которого была частично разрушена вершина лавового купола. Максимальная высота купола уменьшилась на 125 м с 517 м 07.02.2005 г. до 392 м 05.03.2005 г. (рис. 2а). Объем разрушенной части купола был более 0.04 км3 [Жаринов, Де-мянчук, 2008]. Разрушение купола сопровождалось серией взрывов и протяженными, до 25 км пирокластическими потоками. Объем изверженных продуктов оценен в 0.2 км3 [Гирина и др., 2006; Нуждаев и др., 2005]. С конца марта экструзивный процесс продолжился, это было установлено по свечению в центральной части купола в ночное время.
2006 г. До декабря на куполе наблюдалась слабая фумарольная деятельность, шло выжимание отдельных блоков в восточном секторе экструзии. После длительного перерыва 17 декабря возобно-
вилась эксплозивная деятельность, когда произошел пепловый выброс, при этом высота пепловой колонны достигала 8 км н.у.м. Через 10 дней происходит еще один выброс такой же мощности. Эксплозивная деятельность вызывает усиление экструзивного процесса.
2007 г. 4 января из п. Ключи в ночное время наблюдалось свечение на куполе и сход раскаленных лавин от вершины до основания купола. С 22 января по восточному склону купола начал спускаться поток вязкой лавы. С этого времени происходит интенсивный прирост высоты купола и увеличение объема, преимущественно его восточного сектора. На протяжение двух лет после извержения 28 февраля 2005 г. ежегодное количество пепловых выбросов было не более 3-4 в год, а в 2007 г. количество зарегистрированных пепловых выбросов возросло до 21 (рис. 3а). Рост высоты купола сопровождался образованием на его вершине лавовой короны. Лавовая корона - магматическое тело на вершине купола, возникающее в результате выжимания вязкой лавы. Усиление выжимания новых порций лавы произошло вновь после пеплового выброса 29 марта. На ЮВ склонах купола образовались потоки вязкой ан-дезитовой лавы. Поток свежей лавы появился
Н, м 2800 2700 2600 2500 2400 2300 2200 2100 2000 1900
Н, м 2800 2700 2600 2500
2400 2300 2200 2100 2000 1900
ЖАРИНОВ, ДЕМЯНЧУК (а)
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600 Ь, м
(б)
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600 Ь, м
Рис. 2. Профили лавового купола по цифровой видеосъемке.
а — профиль купола до извержения 28.02.2005 г. (пунктир) и после извержения (сплошная линия); б — профиль лавового купола до извержения 28.10.2010 г. (пунктир) и после извержения (сплошная линия).
0
0
31 марта с восточной стороны купола, а 7 ноября новый лавовый поток появился на юго-западной стороне купола. Лавовые потоки постоянно фик-
сировались на склонах купола с 10 июля по 7 ноября (рис. 4). Одновременно со сходом обломочных лавин и пирокластических потоков шло за-
г 19.05.2001
10.05.2004 (а)
| j27.02.2005
28.10.2010
H, м 4000 3200 2400 1600 800 0
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Amax/T, цкм/сек. 18.36
10 |
8
6
4
2
0
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
(б)
28.10.10
_1_
_i_
H, км
300 240 180 120 60 0
(в)
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
N, шт
60
54 36 24 12
0
2001 2002 2003 2004 2005
2001
N, шт. 600 480 360 240 120 0
2001
(г)
N, шт. 1406
600 г 05.07.04
480 -
360 -
240 - 1
120 - L |
0 Ü: .. 1 . . 1 .
2006 2007
(д)
2008 2009 2010 2011 2012
_i_
2002 645
09.05.01
2003 2004 2005
938 788 26.06.04 29.06.04
2006 2007 (е)
2008
__1_
2009 2010 2011
2012
664
26.09.10
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Рис. 3. Суточные характеристики сейсмической и вулканической активности вулкана Шивелуч в 2001—2011 гг. а — изменение высот парогазовых (светлые линии) и пепловых выбросов (залитые линии), стрелками показаны парак-сизмальные эксплозивные извержения; б — максимальная амплитуда вулканического дрожания Амах/Тмах/с; в — глубины тектонических землетрясений за указанный период, цифры показывают энергетический класс землетрясений; г — число вулканических землетрясений I — типа; д — число землетрясений II—III типа; е — число землетрясений IV типа. Тип землетрясений дан по классификации П.И. Токарева [Токарев, 1965]. Характеристики сейсмической активности приведены по данным обработки КФ ГС РАН.
Н, м
2700
2500
2300
2100
1900
200
400
600
800
1000
1
1200 2
1400
1600 Ь, м
0
Рис. 4. Контуры вязких лавовых потоков на вулкане Шивелуч в результате извержений. 1 - с 10.07.2007 г. по 14.09.2007 г.; 2 - с 10.07.2007 г. по 07.11.2007 г.
полнение кальдеры вулкана Молодой Шивелуч, что приводило к увеличению диаметра основания купола.
2008 г. Выжимание вязкой лавы и продвижение лавового потока по ЮВ склону продолжалось, 8 января лава достигла основания конуса. Продвижение лавы хорошо было видно в ночное время, когда наблюдалось свечение от вершины до основания лавового купола.
Эксплозивная деятельность в 2008 г. уменьшилась, за год было зарегистрировано 6 пепловых выбросов. С 22 января лавовый поток появился на южной стороне купола. Интенсивная фума-рольная деятельность в центральной части купола свидетельствовала об усилении экструзивного процесса в центральной части купола. К 17 февраля лавовый поток на южной стороне купола продвинулся по склону на 300-400 м, а по руслу р. Байдарная начали сходить грязевые потоки. Парящие площадки стали наблюдаться в 10 км от лавового купола. К 21 апреля лавовый поток длиною 500 м опустился до середины конуса. В конце мая на вершине купола наблюдалась слабая фу-марольная деятельность. В ночное время отмечалось слабое свечение на границах южной и западной частей купола. Ослабление экструзивной деятельности до полной остановки происходило с
20 мая до 5 октября. После этого вновь возобновилось свечение вдоль границ южной части купола.
Усиление экструзивной деятельности продолжалось
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.