ВУЛКАНОЛОГИЯ И СЕЙСМОЛОГИЯ, 2009, № 4, с. 30-43
УДК 581.524.323(571.645)
ВОЗДЕЙСТВИЕ ИЗВЕРЖЕНИЯ ВУЛКАНА АЛАИД (КУРИЛЬСКИЕ ОСТРОВА) В 1972 г. НА ЭКОСИСТЕМЫ
© 2009 г. С. Ю. Гришин, А. Н. Яковлева, С. А. Шляхов
Биолого-почвенный институт ДВО РАН, Владивосток, 690022 Поступила в редакцию 30.11.2007 г.
В 1972 г. произошло необычное извержение острова-вулкана Алаид - крупнейшего и наиболее активного вулкана Курильских островов. Центр извержения находился почти на берегу Охотского моря. В результате излияния лавовых потоков в море возникла новая территория. Другими заметными событиями извержения было образование взрывных воронок, шлакового конуса и мощный пеплопад. В результате пеплопада на существенной части острова погибла растительность. В 2006 г. обследован район поражения и изучено начавшееся восстановление растительного покрова, а также впервые изучены почвы острова. Показаны масштабы поражения растительности, основные факторы, определяющие характер и уровень поражения, а также намечены некоторые черты восстановительных смен. В целом, растительный покров разрушен и изменен на площади около 8 км2. Растительный покров территории о. Атласова окажется измененным на период от нескольких десятилетий до первых столетий (зона пеплопада) и даже первых тысячелетий (лавовые потоки). Извержение, помимо разрушений, увеличило площадь острова, создало новые экосистемы и в определенной мере увеличило разнообразие растительного покрова за счет включения серийных сообществ.
ВВЕДЕНИЕ
Летом 1972 г. на северо-западном склоне вулкана Алаид, крупнейшего вулкана Курильских островов, произошло неординарное извержение. Необычным было положение центра извержения - у подножия вулкана, поблизости от берега моря. В результате извержения возникла новая суша, площадь острова увеличилась. На существенной части территории погибла растительность. В образовавшейся вулканической пустыне и на новообразованной территории начались восстановительные смены растительности (сукцессии). Извержение было изучено вулканологами [1, 2, 6, 11, 14, 19], но воздействие на экосистемы никогда не изучалось. В 2006 г. мы обследовали район поражения и изучили начавшееся восстановление растительного покрова (РП), а также почвы острова. Ранее, в 2004 г. мы кратко обследовали район прорыва Такетоми (восточное побережье). В этой статье приводятся масштабы поражения растительности, основные факторы, определяющие характер и уровень поражения, а также намечены некоторые черты восстановительных смен.
ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ
Необитаемый остров Атласова, самый северный из Курильских островов, представляет собой величественный конус стратовулкана с обширными пологими подножиями и открытой на юг вершиной. Площадь острова около 150 км2, он угловато-округлый в плане, в поперечнике достигает 18 км. Вулкан Алаид - высшая точка архипелага; высота над
уровнем моря - 2339 м. Вулкан относится к наиболее активным на Курилах. Он действует около 60000 лет со средним расходом магмы 8 млн. т/г, что составляет 10% от всех курильских вулканов [12]. Крупнейшие извержения произошли в 1793, 1854, 1860, 1933-1934, 1972, 1981 гг. [17]. Последнее из них - извержение 1981 г. - отличалось сильными взрывами, мощной пепловой тучей; из центрального кратера извергнуто 550 млн. м3 пирокластики [18]. Продуктами извержений являются преимущественно базальты. Большинство исторических извержений происходили из центрального кратера, однако вулкан имеет и побочные конусы, значительная часть которых (22 из 32 конусов) располагается на высоте до 300 м над у. м. [1]. Из исторических извержений только два произошли у подножия вулкана - прорыв Такетоми (1933-1934 гг.) и прорыв Олимпийский (1972 г.), причем первый из них произошел в море на расстоянии около 1 км от восточного берега острова. Оба являются уникальными - подобных в последние столетия на Курилах и Камчатке не отмечено.
Климатические данные для острова неизвестны. Судя по данным для соседних островов Парамушир и Шумшу [15], вегетационный сезон на Северных Курилах достаточно продолжительный, однако лето холодное (средняя температура наиболее теплого месяца около 11°С, сумма дневных положительных температур более 10°С равна 550-600°С), с большим количеством осадков (1200-1300 мм в год). Спецификой природных условий района является мощный снеговой покров, остатки которого на вулкане Алаид выражены даже в разгар лета. В се-
Рис. 1. Наиболее крупная взрывная воронка 1972 г. Внутренние стенки и днище свободны от растений. Здесь и далее фото С.Ю. Гришина.
редине августа 2006 г. отдельные снежники длиной до 50 м располагались в руслах ручьев на высоте всего лишь 100 м над у.м., а выше 400 м над у.м. по распадкам ручьев мощные снежники тянулись на километры вверх.
О растительном покрове (РП) острова известно немного. Японскими и российскими специалистами исследовалась лишь флора (совокупность растений). Можно выделить следующие основные этапы и результаты изучения флоры сосудистых растений о. Атласова: 1) Японский период (до 1945 г.) - выявлено 125 видов растений [21]; 2) Советский период -список увеличился до 160 [7], затем до 178 видов [3]; 3) Исследования международной экспедиции 1К1Р (1994-2000 гг.) увеличили число видов до 199 [4]. По кратким описаниям [3, 4, 21] можно судить о том, что в РП преобладают заросли ольхового стланика, кедровый стланик отсутствует. Почвенный покров острова не изучался.
Характер извержения. Извержение произошло в период 18.06-11.09.1972 г. [2]. В ходе извержения на берегу острова образовалась серия взрывных воронок (мааров), в том числе 3 крупных (одну из них надо признать огромной: диаметр около 500 м, глубина - до 50 м) (рис. 1). Продукты взрыва были вынесены на поверхность в виде разнородного обломочного материала - от дресвы и щебня до глыб и валунов, которые покрыли поверхность на расстоянии нескольких сотен метров от воронок. Затем в одной из воронок образовался центр эксплозивно-
эффузивного извержения. В результате извержения вырос шлаковый конус, имевший высоту 80 м и диаметр основания до 500 м. Из конуса на северо-запад вытек огромный лавовый поток. Поток (комплекс потоков) крупнообломочной лавы достиг берега и затем внедрился на 300 м в море, образовав новый, пальчато-округлый в плане, полуостров площадью около 0.72 км2 [2]. Второй небольшой лавовый поток вытек с противоположной стороны, обогнув восточный и северный склоны конуса. Во время эксплозивного этапа извержения тефра, включая бомбы диаметром до 1.5 м, выносилась мощными продувками газа, имевшего температуру более 1000°С и скорость до 165 м/с [19]. Тефра выбрасывалась во всех направлениях, но основной ее объем на суше отложился в северо-восточном направлении, на расстоянии до 5 км. Пепел был отмечен на Камчатке, в 110 км от Алаида. Весь ювениль-ный вулканический материал (лава и тефра) по пет-рохимическим особенностям относится к высокоглиноземистым базальтам, тогда как среди обломков материала, вынесенного из воронок взрыва, представлены породы фундамента вулкана: андезиты, дациты, липариты [11]. Общий объем изверженных вулканитов составил около 150 млн. м3, в том числе 100 млн. м3 пирокластики [2, 11], которая покрыла примерно 15 км2, вызвав поражение растительности на обширной территории. По данным очевидцев извержения, ольховник высотой 2.0-2.5 м на расстоянии 1.5 км к востоку от прорыва был полностью погребен [11].
Рис. 2. Карта-схема района Олимпийского прорыва. 1 - изопахиты тефры, мощность, м (по Авдейко и др., 1974, с дополнениями); 2 - лавовый поток; 3 - эксплозивные воронки; 4 - шлаковый конус; 5 - вулканическая пустыня. Римскими цифрами обозначены геоботанические трансекты, арабскими - почвенные разрезы.
м. Бородавка
0.25
I
1 /Су т
м. Ровный 3 ^С \ ^ ®
51
0.25
^ ^к2
5
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Для анализа поражения и восстановления РП через выбранные по аэрофотоснимкам участки закладывались геоботанические трансекты, на которых были выполнены серии описаний с разрезами и прикопками почвенно-пирокластического чехла. Определялся возраст, жизненность и метрические параметры ольхового стланика, флористический состав нижних ярусов сообществ, проективное покрытие растений, мощность и состав вулканических отложений. Основной геоботанический тран-сект I длиной 3500 м был заложен по градиенту поражения растительности (азимут 45°). Площадки 10 х 10 м закладывались через 200 м, начиная от
центра извержения 1972 г. В начале и в конце тран-секта I выполнены два почвенных разреза. Дополнительные трансекты заложены к югу от прорыва и по склону вулкана до высоты 1100 м над у. м. -перпендикулярно трансекту I (рис. 2). Всего выполнено около 50 геоботанических описаний и 5 почвенных разрезов с полным взятием образцов.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Растительный покров о. Атласова. Наши исследования 2006 г. увеличили количество видов в списке флоры сосудистых растений, добавив 13 новых для острова видов. Ранее, наша экспедиция 2004 г.
дала 36 новых видов. Таким образом, в настоящий момент для острова насчитывается 248 видов растений, что почти вдвое больше числа видов в японском списке [21].
При отсутствии регионального содоминанта субальпийской растительности - кедрового стланика -основу РП составляют заросли ольховника Duschek-ia fruticosa (названия растений приведены в основном по [16]), которые образуют мощный, почти не-расчлененный покров. Ольховник - древесное растение стланиковой формы с саблевидно изогнутыми ветвями-стволами толщиной у основания около 1015 см. Высота зарослей составляет обычно 2.5-5.0 м. Ольховник на острове занимает огромное пространство от приморских террас до средней части вулканического конуса (1000-1200 м над у. м.). На восточных склонах вулкана РП сильно нарушен извержениями, и верхняя граница распространения ольховников снижена до 250-400 м над у. м. Отложения последнего крупнейшего извержения 1981 г. пришлись главным образом на восточную часть острова, приведя к гибели несомкнутую травяно-кустарничковую растительность на склонах главного конуса, и существенно повредив заросли ольховника в нижележащем поясе стлаников.
Приморские террасы в
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.