УДК 550.34+550.344.42+551.432.7(571.645)
СЛАБОЕ ФРЕАТИЧЕСКОЕ ИЗВЕРЖЕНИЕ ВУЛКАНА ЭКАРМА (КУРИЛЬСКИЕ О-ВА) В ИЮНЕ 2010 г. КАК ВОЗМОЖНЫЙ ПРЕДВЕСТНИК ЕГО БУДУЩЕГО СИЛЬНОГО МАГМАТИЧЕСКОГО ИЗВЕРЖЕНИЯ
© 2012 г. А. В. Рыбин1, А. В. Дегтерев1, Е. А. Кравчуновская2, М. В. Чибисова1, А. С. Нерода3, И. В. Мелекесцев2, Н. Г. Разжигаева4, С. А. Чащин5, С. А. Чирков2, И. Г. Коротеев1, Х. А. Арсланов6
Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН 693022Южно-Сахалинск, ул. Науки, 1Б, e-mail: rybin@imgg.ru 2Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН 683006 Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9 3 Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН 690041 Владивосток, ул. Балтийская, 43 4Тихоокеанский институт географии ДВО РАН 690041 Владивосток, ул. Радио, 7 5Дальневосточный геологический институт ДВО РАН 690041 Владивосток, пр-т 100-летия Владивостоку, 159 6Санкт-Петербургский государственный университет 199178Санкт- Петербург, В.О., 10линия, 33, Факультет географии и геоэкологии Поступила в редакцию 01.09.2011 г.
Приведены данные о слабом фреатическом извержении вулкана Экарма (о. Экарма, Курильские острова) в июне 2010 года. Высота пепловых выбросов не превышала 3 км над уровнем моря. Ориентировочный объем изверженного резургентного материала (преимущественно тефры) составляет порядка 2 х 105 м3. По данным реконструкции истории и динамики эруптивной активности вулкана за последние 4.5—5 тыс. лет предполагается, что в ближайшие десятилетия возможно его более сильное извержение с выбросом ювенильной пирокластики и (или) с излиянием лав.
ВВЕДЕНИЕ
В августе 2010 г. состоялась комплексная международная экспедиция на Средние и Северные Курильские острова. Основной задачей экспедиции было проведение палеовулканологических и палеогеографических исследований на о. Матуа, с целью реконструкции эруптивной истории вулкана Пик Сарычева, а также изучение последствий его извержения 2009 г. Планировалось также оценить современное состояние вулкана Рай-коке. Однако в ходе экспедиции была обнаружена происходящая активизация вулкана Экарма, что заставило скорректировать планы, чтобы провести обследование и этого объекта. Обеспечение наземных и морских работ проводилось парусным учебным судном "Надежда" Морского государственного университета имени адмирала Г.И. Невельского, г. Владивосток [Левин и др., 2010]. Наземная группа экспедиции была представлена сотрудниками институтов Дальневосточного отделения РАН (Институт морской гео-
логии и геофизики, Институт вулканологии и сейсмологии, Тихоокеанский институт географии), а также зарубежными партнерами из Университетов штатов Аляска (г. Фербенкс) и Вашингтон (г. Сиэтл). Общее количество участников — 16 человек, руководитель группы — заведующий лабораторией вулканологии и вулканоопасности ИМГиГ ДВО РАН к.г.-м.н. А.В. Рыбин.
КРАТКИЙ ОЧЕРК ГЕОМОРФОЛОГИИ И ГЕОЛОГИИ ОСТРОВА-ВУЛКАНА ЭКАРМА
Небольшой (31.5 км2) остров Экарма находится в Охотском море в северной группе Курильских островов между островами Чиринкотан и Шиашкотан (рис. 1). В плане он имеет форму овала размером 5 х 7.5 км, удлиненного в широтном направлении. В геоморфологическом отношении остров является надводной вершиной сложно построенного подводно-надводного острова-вулка-
п-ов Камчатка
. Сахалин
Охотское море о. Экарма
г. Южно-
нск
г. Петропавловск-Камчатс:
м. Моховой
Экарма II
Экарма I
м. Лютый
э. Хок , , (Япония)
140°
^^ ТИХИЙ ОКЕАН
м. Безводный
руч. Пресный
м. Круглый
1 2 && 3 4 >>> > > 5 т 6 -D- 7 8 о 9 м
Рис. 1. Расположение и геоморфолого-вулканологическая схема о. Экарма, по Г.С. Горшкову [1967] и И.В. Мелекес-цеву [2005], с дополнениями авторов.
1 — лавовый поток извержения 1767—1769 гг.; 2 — лавовые потоки голоценового возраста; 3 — лавовые потоки плейстоценового возраста; 4 — экструзивный купол вулкана извержения 1767—1769 гг.; 5 — остатки вулканических построек, не сохранившие первичного рельефа; 6 — обвальные-осыпные цирки и отложения голоценового возраста; 7 — изопа-хиты (см) тефры извержения 2010 г.; 8 — эруптивные центры извержения 2010 г.; 9 — термальные источники; 10 — маршрут восхождения на вулкан при изучении последствий активизации 2010 г.
на, поднимающегося над морским дном более чем на 3200 м.
Подводный пьедестал о. Экарма — террасированная абразионная платформа (комплекс подводных морских террас), срезающая несколько слившихся между собой вулканических образований разных типов. Внешний край платформы находится на глубинах порядка 100—200 м. По измерениям И.В. Мелекесцева, общий объем морфологически выраженной в рельефе постройки острова вулкана Экарма — около 150 км3, а ее над-
Рис. 2. Вулкан Экарма (вид с юго-востока), 2008 г. Фото А.В. Рыбина.
водной части — около 10 км3. Размер подводного основания 20 х 30 км, площадь ~450 км2.
По геологическому строению, геоморфологии и возрасту о. Экарма четко разделяется на две неравные части — западную и восточную.
Действующий голоценовый стратовулкан Экарма (49.958° с.ш., 153.93° в.д., абс. высота 1170 м) занимает всю западную часть острова, большую по площади. Вершина вулкана увенчана крупным очень свежим по облику экструзивным куполом с округлым кратером диаметром ~50 м. Конус и подножье вулкана залиты сплошным покровом глыбовых лавовых потоков, излившихся в разное время из вершинного кратера, но раньше, чем там возник экструзивный купол. Потоки вязкие, сравнительно короткие (длина не превышает 3 км), мощные (на фронте до 50—100 м). Наиболее свежий лавовый поток, веерообразной формы, излился на запад (см. рис. 1). В конце этого извержения или в результате последующего кратер оказался закупорен лавовой пробкой — экструзивным куполом с первичным контрастным рельефом на его кровле, придавшим вершине вулкана Экарма зубчатый облик (рис. 2).
По предположению Г.С.Горшкова [1967], экструзивный купол был выдавлен во время извержения 1767—1769 гг.
Характерная особенность периферической части постройки вулкана Экарма — многолопастная форма ограничивающей его береговой линии. Каждая лопасть — концевая часть лавового пото-
Таблица 1. Химический состав лав и пирокластики вулкана Экарма
Компоненты 1 2 3 4 5 6 7 8
^ 57.68 58.84 60.26 56.4 57.49 60.52 64.16 60.94
ТЮ2 1.4 0.61 0.76 0.68 0.71 0.59 0.67 0.61
А12О3 16.82 16.46 14.04 17.56 17.3 18.14 16.12 13.74
Fe2Oз 2.96 3.71 5.32 3.01 3.24 7.13 4.52 4.96
FeO 4.02 3.97 3.88 5.11 4.21 1.85 1.66
МпО 0.19 0.14 0.07 0.15 0.17 0.08 0.08 0.07
МБО 3.6 3.55 3.68 3.84 3.87 2.17 2.3 1.78
СаО 8.25 7.48 7.2 8.27 8.13 7.70 4.16 7.36
№20 3.78 3.8 3.22 3.64 2.97 2.42 2.18 1.58
К2О 1.35 1.09 1.6 1.08 1.29 1.13 1.27 1.05
Р2О5 но но но 0.13 0.11 0.13 0.14 0.12
Н2О+ 0.27 0.58 0.37 но но - - -
Н2О- 0.05 0.2 0.09 но но - - -
п.п.п. - - - 0.34 0.31 - - -
- - - - - - 2.46 0.08
F - - - - - - 6.07 0.06
Сумма 100.37 100.43 100.49 100.21 99.8 100.01 99.99 100.0
Примечание. 1 — двупироксеновый андезит, подножие вулкана; 2 — андезит, вулканическая бомба; 3 — роговообманково-пирок-сеновый андезит, вершинная экструзия вулкана [Горшков, 1967]; 4, 5 — средние составы лав вулкана Экарма [Авдейко и др., 1992]; 6 — пепел 2010 г., выполнялся в лаборатории аналитической химии Дальневосточного Геологического института ДВО РАН, аналитики В.Н. Капинская, Л.С. Левчук, Ю.М. Иванова; 7, 8 — пепел 2010 г., выполнялся в Аналитическом центре ИВиС ДВО РАН (рентгенофлуоресцентная спектрография), аналитики Е.В. Карташева, С.В. Сергеева, Н.И. Чеброва. но — не определялось. Химические анализы вулканических пеплов 6—8 пересчитаны на безводный остаток.
ка, излившегося из вершинного кратера. Поверхность некоторых потоков перекрыта свалившимся сверху грубообломочным материалом. Изученные [Горшков, 1967; Авдейко и др., 1992] породы вулкана — двупироксеновые андезиты и андезибазальты с вкрапленниками лабрадора № 50—65, авгита и гиперстена, а самые молодые и наиболее вязкие из них и вершинный купол сложены более кислыми двупироксеновыми андезитами с заметной примесью роговой обманки. Химический состав пород вулкана представлен в табл. 1.
В результате тефрохронологических исследований, проведенных на о. Экарма в 2007—2008 гг. были получены первые данные об активности вулкана в течение последних 4.5—5 тыс. лет. Изучение особенностей распределения слоев вулканических пеплов в разрезах торфяника и почвен-но-пирокластического чехла северной части острова на среднеголоценовых обвальных отложениях в пределах древней вулканической постройки показало, что вулкан Экарма был весьма активен в конце среднего — начале позднего голоцена (рис. 3).
Сведений об исторических извержениях (ХУШ—ХХ века) вулкана Экарма очень мало. По данным [Горшков, 1967], самое раннее и самое сильное из них произошло в 1767—1769 гг. Имен-
но оно и сформировало современный облик вулкана благодаря выросшему тогда на его вершине крупному экструзивному куполу. За последующие 211 лет данные об извержениях этого вулкана отсутствуют. И лишь 24 мая 1980 г. от капитана судна, проходящего мимо о. Экарма, было получено сообщение о серии вулканических взрывов, происходивших там в течение часа. Черный эруптивный столб поднимался на высоту более 1 км, а на палубу выпадал пепел [Иванов и др., 1981]. Следовательно, извержение 1980 г. было кратковременным, но довольно сильным, так как пепел выпадал и за пределами острова. К сожалению, последствия извержения 1980 г. на самом о. Экар-ма и в его прибрежной зоне никто из вулканологов и геологов не изучал.
По наблюдениям из района пролива Крузенштерна (40—50 км к ЮЮЗ от о. Экарма) в течение июля 1980 г., эксплозивная деятельность на вулкане Экарма уже отсутствовала, но склоны его конуса имели темно-серый цвет, в отличие от соседнего и более низкого вулкана Чиринкотан, снежники на котором оставались белыми [Иванов и др., 1981].
В 2007—2008 годах с борта научно-исследовательского судна были проведены визуальные наблюдения и сделана серия фотографий вершины
0 м
48o47.830'N 153°58.157'Е
3808
1.5 -
V V V V V
V V V
<3> ®
760 ± 70 ЛУ-6085 710 ± 70 ЛУ-6086
-у - У-у - I
1300 + 80 ЛУ-6089
V " '
1300 ±90 ЛУ-6087
2340
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.