ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2014, № 4, с. 20-30
УДК 551.21
О НЕКОТОРЫХ ОСОБЕННОСТЯХ ИЗВЕРЖЕНИЯ ВУЛКАНА МОЛОДОЙ ШИВЕЛУЧ, КАМЧАТКА, 22 СЕНТЯБРЯ 2005 Г.
© 2014 г. О. А. Гирина, А. А. Нуждаев
Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН 683006Петропавловск-Камчатский, б-р Пийпа, 9, e-mail: girina@kscnet.ru Поступила в редакцию 17.06.2013 г.
22 сентября 2005 г. произошло эксплозивное извержение вулкана Молодой Шивелуч, в результате которого в долине р. Байдарная был сформирован пирокластический поток длиной около 20 км, в районе Северной группы вулканов прошел пеплопад.
DOI: 10.7868/S0203030614040038
Молодой Шивелуч — один из наиболее активных вулканов Камчатки. Спустя почти 16 лет после катастрофического извержения, произошедшего 12 ноября 1964 г., в эксплозивном кратере вулкана с осени 1980 г. начал расти новый экструзивный купол, рост которого продолжается и поныне [Мелекесцев и др., 1991; Гирина и др., 2006]. Характер извержения с течением времени менялся: с 1984 г. в районе лавового купола начали происходить отдельные мощные эксплозии [Федотов и др., 1985]; с 2001 г. — выжиматься вязкие лавовые потоки [Гирина, 2008; Ошпа й а1., 2002]; но процесс выноса магматического вещества на поверхность земли в районе вулкана Молодой Шивелуч был почти непрерывным [Двигало, 1984; Жаринов и др., 1995; Гирина и др., 20076; и др.]. Под непрерывностью выноса магматического вещества на поверхность земли в районе этого вулкана авторы подразумевают и поступление свежей лавы на склоны лавового купола, и вынос магматического газа, которые обусловливают почти непрерывную регистрацию на спутниковых снимках термальной аномалии в районе вулкана Молодой Шивелуч (http://www.kscnet.ru/ivs/kvert). Сильные парок-сизмальные эксплозивные фазы извержения, связанные с ростом лавового купола, наблюдались до описываемого события в 1993, 2001, 2004, в феврале 2005 гг. [Хубуная и др., 1995; Федотов и др., 2001; Гирина и др., 2006; Гирина и др., 2007а; Гирина и др., 2007б].
27 февраля 2005 г. произошло самое сильное эксплозивное извержение вулкана с 1964 г. с объемом изверженных продуктов около 0.5 км3 [Гирина и др., 2006; Гирина и др., 2007а]. Отложения тефры и пирокластических потоков заняли площади около 25 000 км2 и 31.5 км2 соответственно [Гирина и др., 2006].
Сразу после февральского извержения на вулкане Молодой Шивелуч началось интенсивное выжимание нового лавового вещества. По данным Н.В. Горбач [2006], расход лавы в течение двух месяцев (март—апрель) составил 4.5—5 м3/с.
ПОДГОТОВКА ИЗВЕРЖЕНИЯ
Сейсмическая информация, предшествовавшая эксплозивному извержению 22 сентября, не полная, в связи с тем, что сейсмостанция Камчатского филиала Геофизической службы (КФ ГС) РАН, находившаяся в 8 км от вулкана, была разрушена при февральском извержении [Гирина и др., 2006; Сенюков и др., 2006]. В марте—августе 2005 г. мониторинг вулкана проводился с использованием данных удаленных сейсмостанций, поэтому отмечались лишь отдельные относительно сильные сейсмические события с магнитудой до 2.2, но в середине августа был зарегистрирован рой вулканических землетрясений (13—16 августа в районе вулкана в сутки фиксировалось по 7—14 землетрясений с магнитудой 1.5—2.2 на глубине до 2.5 км), указывавший на усиление активности вулкана [Сенюков и др., 2006].
По визуальным данным, в марте—июне вулкан был очень активен — наблюдался интенсивный рост лавового купола (лава выжималась в виде экструзивных блоков и коротких лавовых потоков), сопровождавшийся редкими эксплозивными событиями и раскаленными лавинами, при обрушении которых на склон купола пепел поднимался до 3—5 км над уровнем моря (н.у.м.) [Гирина и др., 2007а]. Первый пепловый выброс до 4 км н.у.м. со времени февральского эксплозивного извержения вулкана произошел 1 июня [Гирина и др., 2007а]. По нашим наблюдениям из района р. Байдарная, 29 июня—10 июля почти постоянно происходили обрушения блоков расту-
щего купола и формирование раскаленных лавин: 30 июня с 17:25 до 18:15 иТС непрерывно обрушивались раскаленные лавины с подъемом пепловых облаков до 5 км н.у.м. и распространением пепловых шлейфов на запад-юго-запад от вулкана; 4—5 июля пепел от раскаленных лавин также поднимался до 5 км н.у.м., шлейфы протягивались на северо-запад и запад от вулкана; 6 июля в 01:07 и в 21:39 иТС эксплозии поднимали пепел до 7.5 и 6 км н.у.м. соответственно, пепловые шлейфы распространялись на северо-запад от вулкана. Отложения самой крупной из раскаленных лавин 10 июля протянулись по юго-западному подножию купола на 4.5 км [Гирина и др., 2007а].
19 августа впервые было отмечено нависание фронтальной части одного из лавовых потоков над юго-западной частью купола. Более частыми стали раскаленные лавины, срывавшиеся с фронтальных частей потока, например, 19—21 и 28 августа в темное время суток наблюдалось свечение этого потока и раскаленных лавин. 28 августа были отмечены две, 29 августа — три крупные лавины с купола, пепловые шлейфы от которых поднимались до 5.5 км н.у.м. По спутниковым данным Аляскинской вулканологической обсерватории (АВО), США (http://www.avo.alaska.edu/) и Камчат-
ской группы реагирования на вулканические извержения (KVERT — Kamchatkan Volcanic Eruption Response Team) (http://www.kscnet.ru/ivs/kvert/), в районе купола вулкана непрерывно фиксировалась термальная аномалия размером до 9 пикселов, после обрушения раскаленных лавин отмечались пепловые шлейфы, которые протягивались до 40 км в восточных направлениях от вулкана.
Благодаря новой сейсмостанции "Семкорок" КФ ГС РАН, начавшей работать 11 сентября 2005 г. на восточном склоне вулкана Шивелуч в 15 км от лавового купола, картина сейсмичности вулкана несколько детализировалась: 11—21 сентября было отмечено 28 поверхностных землетрясений с магнитудой 1.7—2.8, с 13 до 21 сентября регистрировалось вулканическое дрожание величиной до 0.24 мкм/с (http://emsd.iks.ru/~ssl/moni-toring/main.htm). По видео и визуальным данным, выжимание блоков пластичной лавы на вершине западной части купола продолжалось (рис. 1). 13 сентября отмечалось свечение этого сектора лавового купола, почти ежедневно здесь наблюдалось обрушение раскаленных лавин. По спутниковым данным, до 16 сентября в районе купола фиксировалась крупная термальная аномалия, 16—24 сентября вулкан был закрыт плотными облаками.
ЭКСПЛОЗИВНОЕ ИЗВЕРЖЕНИЕ
Пароксизмальное эксплозивное извержение вулкана, связанное с ростом лавового купола, произошло 22 сентября и продолжалось с 07:38 до 16:00 иТС (по сейсмическим данным КФ ГС РАН [Сенюков и др., 2006]). Вулканическое дрожание величиной 4.46 мкм/с регистрировалось в течение 8.6 ч, кроме этого, были зафиксированы вулканические землетрясения с магнитудой до 2.9: 11 с глубины до 11 км и 37 поверхностных (http://emsd.iks.ru/~ss1/monitoring/main.htm). По спутниковым данным, пепловая колонна поднялась до 7.5 км н.у.м., пепловый шлейф протянулся на 480 км на юго-восток от вулкана [Гирина и др., 2007а]. По визуальным данным сейсмологов КФ ГС РАН, которые работали на юго-западном гребне вулкана над долиной р. Байдарная (примерно в 9— 10 км от лавового купола), с 06:00 до 08:00 иТС 22 сентября в их лагере отмечался пеплопад, мощность пепла составила около 2—3 см. По сообщению Ю.В. Демянчука, ось основного пеплового шлейфа прошла немного западнее р. Хапица; на склоне Ключевского вулкана, в 60 км от вулкана Шивелуч, мощность пепла была около 0.3— 0.5 см, его количество составило около 200 г/м2 [Гирина и др., 2007а].
ПРОДУКТЫ ИЗВЕРЖЕНИЯ
Полевые исследования изверженных продуктов были проведены авторами 4—5 октября 2005 г. Отложения пирокластического потока узкой полосой протянулись по долине р. Байдарная на 20 км, средняя мощность отложений не превысила 4—5 м, общий объем продуктов — 0.01 км3 [Нуждаев и др., 2005]. Поверхность потока была относительно ровной, так как количество заполнителя потока (частицы размером <2 мм) значительно преобладало над количеством обломков в нем. Такие потоки называют пирокластическими потоками пористых андезитов [Богоявленская, Брайцева, 1988; Гирина, 1998]. Доминировали обломки лавы размером до 30—40 см, но встречались отдельные глыбы (длиной до 4 м) и их нагромождения. Поток заполнил новое русло р. Бай-дарная, которое образовалось в отложениях февральского пирокластического потока в течение 6 мес. в результате уплотнения отложений и размыва их ручьями. В верховьях реки отложения потока полностью заполнили ее русло (рис. 2а), в средней части, там, где врез новообразованной долины в пирокластических отложениях февральского извержения 2005 г. был наибольшим (до 7—8 м), — лишь частично (см. рис. 2б), фронтальные части потока лежали на выположенной равнине, сложенной образованиями февральского извержения. Мощность отложений на фронте потока не превышала 2—2.5 м, в заплесках на
склонах долины — 1.5 м. На свежих сентябрьских пирокластических отложениях в средней части долины р. Байдарная наблюдались многочисленные фумаролы. Спустя 12 дней после извержения отложения пирокластического потока были вы-сокогазонасыщенны, вулканологи проваливались в них по колено и выше, плотность естественного сложения верхней части пирокласти-ки, по данным авторов, варьировалась в пределах 1.33—1.71 г/см3 (14 образцов), в среднем составляла 1.54 г/см3. Температура отложений, измеренная с помощью термопары, на глубине 15—20 см достигала 165°С, 130 см — 378°С. Максимальная температура отложений (наиболее газонасыщенных с наименьшей плотностью сложения) — 430°С и 512°С была замерена на глубинах 38 и 47 см соответственно (рис. 3а). В 5 км от лавового купола в средней части пирокластического потока возле навала крупных глыб было обнаружено фонтанирование сухого песка. Температура песка на глубине 40 см была 332°С (см. рис. 3б). Вулканологами не раз отмечалось, что в местах навалов крупных горячих глыб, захороненных под слоем средне-крупнозернистой пирокластики, часто формируются "бескорневые фумаролы" [Макдо-нальд, 1975]. Газы таких фумарол образуются в основном в результате взаимосвязанных процессов — дегазации пирокластики при остывании и вскипания метеор
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.