ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2014, № 5, с. 3-11
УДК 551.435.627+528.74
ПЕРВЫЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ТРЕЩИННОГО ТОЛБАЧИНСКОГО ИЗВЕРЖЕНИЯ 2012-2013 гг. ПО ДАННЫМ АЭРОФОТОГРАММЕТРИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ
© 2014 г. В. Н. Двигало1, И. Ю. Свирид1, 2, А. В. Шевченко1, 2
1 Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН 683006 Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9 e-mail: dvig@kscnet.ru 2Камчатский государственный университет им. Витуса Беринга 683032 Петропавловск-Камчатский, ул. Пограничная, 4 e-mail: svirid@kscnet.ru Поступила в редакцию 04.12.2013 г.
Приведены результаты количественных оценок параметров Трещинного Толбачинского извержения 2012—2013 гг. (ТТИ) за период с 27.11.2012 по 05.06.2013. Показано, что наибольшую интенсивность извержение имело в первые двое суток (при среднем расходе лавы 440 м3/с), когда вдоль всей зоны трещин действовало наибольшее количество лавовых жерл. В последующие две недели расход снижался (среднее значение 140 м3/с). Со второй половины декабря 2012 г. по июнь 2013 г. излияние лав происходило почти равномерно — с расходом близким к 18 м/с. Извержение было преимущественно эффузивным. За 6 мес. излилось 0.52 км3 лавы, которой была покрыта поверхность площадью 35.23 км2. Объем пирокластики на удалении до 1.5 км от зоны новых трещин не превысил 0.1 км3. Составлены карты, определяющие положение трещинной зоны, основных жерл и лавовых потоков на склоне вулкана Плоский Толбачик. Установлено, что провал 1975—1976 гг. в малой вершинной кальдере Плоского Толбачика за время Трещинного Толбачинского извержения 2012—2013 гг. почти не изменился.
DOI: 10.7868/S0203030614050022
ВВЕДЕНИЕ
Трещинное Толбачинское извержение 2012— 2013 гг. (ТТИ) происходило на гребне северной части пологого увала [Большое трещинное..., 1984], протянувшегося к юго-западу от вершины Плоского Толбачика и сформированного как обвальными отложениями склонов вулкана, так и материалом прежних многочисленных трещинных извержений. ТТИ началось после непродолжительной сейсмической подготовки 27.11.2012 в 17:15 по местному времени [Гордеев и др., 2013; Оогёееу й а1., 2013] с образования разрывов субмеридионального простирания. В первые часы извержение происходило из жерл, возникших на протяжении всей новообразованной зоны разрывов, но уже к концу вторых суток локализовалось на двух участках — центральном (имени И.А. Меняйлова) и южном (имени С.И. Набоко). Именно эти центры извержения стали источниками поступления на поверхность основного объема лав и пирокластики.
МЕТОДИКА РАБОТЫ
Изучение количественных параметров ТТИ 2012—2013 гг., как и БТТИ, случившегося в этой трещинной зоне (в 7 км южнее) в 1975—1976 гг.,
производилось в основном посредством стерео-фотограмметрической обработки аэрофотоснимков. Всего во время извержения аэрофотосъемка района ТТИ была выполнена 3 раза. Впервые, менее чем через двое суток после начала извержения (около 14:00, 29.11.2012), А.В. Сокоренко произвел перспективную аэрофотосъемку лавовых потоков ручной цифровой камерой Canon EOS 20D с объективом EF14mmf/2.8LUSM. Повторные (плановые) аэрофотосъемки всей площади извержения выполнялись В.Н. Двигало 13.12.2012 и 05.06.2013. В этих двух случаях применялся топографический аэрофотоаппарат АФА-ТЭ 140, имеющий фокусное расстояние 139.53 мм и формат кадра 18 х 18 см. Съемки производились с вертолета Ми-8 на высоте 4200 м.
Стереофотограмметрическая модель затронутой извержением поверхности, соответствующая ее состоянию до ТТИ 2012—2013 гг., была построена на основе аэрофотоснимков 19.09.1987. Планово-высотная подготовка всех снимков осуществлена посредством фотограмметрического сгущения опорной геодезической сети. За основу была взята сеть точек, созданная лабораторией геодезии Института вулканологии ДВНЦ АН СССР в 1975— 1977 гг. [Большое трещинное..., 1984]. Использо-
вались также точки с известными отметками (надежно опознанные на аэрофотоснимках) топографических карт масштаба 1 : 25000.
Фотограмметрическая обработка плановых и перспективных стереопар выполнена в цифровой фотограмметрической системе PHOTOMOD 4.3.
Количественные оценки площадей и объемов лав на 06.03.2013 г. производились с использованием одиночного снимка спутника ЕО-1 (NASA). Чаще всего определить объем лав по одному снимку невозможно. Но в данном случае одна из особенностей ТТИ 2012—2013 гг. позволила обойти это ограничение. Она заключается в том, что в пределах лавового поля ТТИ оказалось много выступающих над свежей лавой фрагментов подстилающей поверхности (крупных и мелких шлаковых конусов, бугров и выступов старых лавовых потоков). По ортотрансформированному и масштабированному снимку ЕО-1 были легко определены контуры выступающих над поверхностью свежих лавовых потоков элементов прежнего рельефа и их площади. Этих данных, при сопоставлении с ориентированной стереофотограмметри-ческой моделью подстилающей поверхности, оказалось вполне достаточно для определения уровня, до которого оказались залитыми лавой возвышающиеся над ней фрагменты исходного рельефа. Полученные таким образом мощности, а также площади новых лавовых потоков, измеренные по их контурам, позволяют вычислить близкую к достоверной цифру объема. Точность подобных определений объемов лав зависит главным образом от количества и расположения островков старой поверхности в пределах нового лавового поля. Конечно, точность таких оценок всегда будет ниже точности методов, основанных на использовании плотных цифровых моделей рельефа (ЦМР), но при отсутствии аэрофототопографических или спутниковых стереоскопических снимков высокого разрешения они могут быть вполне приемлемыми.
СТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ ТРЕЩИН ПО ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКИМ ДАННЫМ
Все распознанные по аэрофотоснимкам 13.12.2012 г. на заснеженной поверхности района извержения разрывы разместились в интервале высот от 1460 до 2358 м. Общая длина зоны разрывов достигла 6 км. Ее наибольшая ширина — в
районе жерл Меняйлова — не менее 350 м. План наиболее крупных разрывов, показывающий их взаимное расположение на склоне Плоского Тол-бачика, и положение относительно его малой кальдеры представлен на рис. 1.
Большая часть трещин, эксплозивных и эффузивных центров образовалась между нижним жерлом Меняйлова и конусом извержения 1941 г. По-видимому, именно на этом участке, протяженностью 2 км, произошло внедрение основного объема магматического вещества в первые моменты извержения. От верхних лавовых жерл Меняйлова до подножия конуса 1941 г. на стереофотограмметрических моделях отчетливо просматривается лавовод. Его длина — 1200 м. По поверхности он трассируется трещинами (местами шириной более 10 м), эксплозивными и провальными формами. Вблизи конуса 1941 г. через трещину в кровле лавовода на глубине 20 м хорошо просматривается лава. В нижней части лаво-вода (в 430 м к северу от верхнего лавовового жерла Меняйлова) над ним образовались провалы. Высота западных стенок самого крупного — до 62 м, восточных — до 45 м, диаметр по верху 109 м. Этот лавовод и жерла Меняйлова действовали только несколько первых суток. Сопоставление изображений аэрофотосъемки 13.12.2012 г. с последующими показало полную идентичность поверхности лавы в этих местах.
Продолжение разрыва в сторону Плоского Толбачика расположено в нижней части ЮВ склона конуса прорыва 1941 г. Здесь возникла трещина длиной 215 м. Вдоль трещины насчитывается 12 эффузивных жерл, из которых произошло очень кратковременное излияние потоков жидкой лавы.
Выше конуса 1941 г. четко дешифрируются только одиночные трещины. На ближайшей к нему (в интервале высот 2150—2239 м, длина 500 м), распознается не менее 9 эксплозивных и эффузивных жерл.
Следующие (выше по склону) следы разрывов проявились двумя отдельными проплавленными во льду воронками. Нижняя разместилась на высоте 2298 м. Ее диаметр 20 м, средняя глубина 6 м. Верхняя, на отметке 2314 м, имеет глубину 5 м и размеры по верхней кромке 19 х 29 м.
Ближайшие к новой кальдере Плоского Толба-чика трещины уверенно просматриваются до высоты 2358 м. Расстояние северной оконечности
Рис. 1. План расположения трещинной зоны, лавовых и эксплозивных жерл ТТИ на склоне вулкана Плоский Толбачик.
1 — высотные отметки; 2 — границы отложений пирокластики вокруг эксплозивных жерл северной части зоны разрывов; 3 — конус и лавовое поле извержения 1941 г.; 4 — лавовые поля ТТИ 2012—2013 гг.; 5 — зияющие трещины, цепочки эксплозивных и эффузивных жерл; 6 — наиболее крупные провальные воронки и эксплозивно-эффузивные жерла на лавоводе; 7 — перекрытая лавой и пирокластикой нижняя часть трещины в районе конусов Красный и Набоко; 8 — контур основания новых конусов Набоко; 9 — горизонтали на новых шлаковых конусах Набоко; 10 — контур малой кальдеры Плоского Толбачика.
Количественные характеристики Трещинного Толбачинского извержения в период 29.11.2012—05.06.2013
Дата получения исходных материалов Площадь лавовых потоков, км2 Объем лавы, км3 Расход лавы, м3/сек
29.11.2012 14.46 0.072 440
13.12.2012 22.83 0.243 140
06.03.2013 28.74 0.370 18
05.06.2013 35.23 0.520 19
трещины (ее видимого на стереомодели следа) от нижней точки дна кальдеры (отметка 2503 м) составило в плане 2420 м, по высоте 145 м.
Ниже жерл Меняйлова разрыв (с азимутом, близким к 200°) трассируется под СЗ склон конуса Красный, где, резко изменив направление (до азимута около 220°), распространяется от него к ЮЗ не менее чем на 900 м. Вдоль этого участка трещины в процессе извержения происходили наиболее интенсивные выбросы пирокластики, образовавшей группу конусов Набоко и клешне-
образную пристройку к ЮЗ склонам конуса Красный. Здесь же излился основной объем лав.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОСЛЕДСТВИЙ ЭФФУЗИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Количественные данные по площадям, покрытым новыми потоками лавы, их объемам на каждую дату определений и средним расходам лавы, приведены в таблице и на графике (рис. 2). Объемы изверженных лав и пирокластики на все
в о к о т о п х ы в о в а л
е б О
29.11.2012 0.6
13.12.2012
05.06.2013
05.06.2013
0.520 км3
0.5
0.4 -
0.3
0.2
0.1 -
0.370 км3
0.243 км3
0.072 км
3
0
01.12.2012
01.01.2013
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.