научная статья по теме ЗАГРЯЗНЕННАЯ СВЕЖЕВЫПАВШЕЙ ТЕФРОЙ ВОДА КАК ФАКТОР ПРИРОДНОЙ ОПАСНОСТИ (НА ПРИМЕРЕ ИЗВЕРЖЕНИЯ ВУЛКАНА КОРЯКСКИЙ, КАМЧАТКА, В 2008–2009 ГГ.) Геофизика

Текст научной статьи на тему «ЗАГРЯЗНЕННАЯ СВЕЖЕВЫПАВШЕЙ ТЕФРОЙ ВОДА КАК ФАКТОР ПРИРОДНОЙ ОПАСНОСТИ (НА ПРИМЕРЕ ИЗВЕРЖЕНИЯ ВУЛКАНА КОРЯКСКИЙ, КАМЧАТКА, В 2008–2009 ГГ.)»

УДК 550.21

ЗАГРЯЗНЕННАЯ* СВЕЖЕВЫПАВШЕЙ ТЕФРОЙ ВОДА КАК ФАКТОР ПРИРОДНОЙ ОПАСНОСТИ (на примере извержения вулкана Корякский, Камчатка, в 2008—2009 гг.)

© 2011 г. И. В. Мелекесцев, Е. В. Карташева, Т. П. Кирсанова, А. А. Кузьмина

Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН 683006Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9, e-mail: annasm@rscnet.ru Поступила в редакцию 12.01.2009 г.

Впервые показано, на примере продолжавшегося в 2009 г. (начало в декабре 2008 г.) извержения вулкана Корякский на Камчатке, что загрязненная свежевыпавшей тефрой вода постоянных и временных водотоков, которые начинаются на склонах его конуса, и временных озер является одним из специфических факторов опасности, связанных с продолжительными гидротермально-фреатическими извержениями этого вулкана. Вода характеризуется повышенной кислотностью (рН 4.1—4.35) и большим количеством (до 50—100 см3/л) твердой взвеси, непригодна для питья и полива сельхозугодий, а совместно с тефрой она, вероятно, привела и к массовой гибели ряда животных, обитавших на склонах и подножии вулкана. Загрязненная тефрой вода — важная составляющая атмосферных селей, возникающих на вулкане Корякский, а в ближайшей перспективе — потенциальный источник для увеличения кислотности грунтовых вод его постройки.

ВВЕДЕНИЕ

Действующий вулкан Корякский (53°17' с.ш., 158°54' в.д., абс. высота вершины 3456 м) (рис. 1) на Камчатке — ближайший (в 25—26 км к СВ) к г. Ели-зово, второму по численности населения в Камчатском крае. Еще ближе (24—25 км к СВ) к нему расположен международный аэропорт Елизово. В пределах юго-западного и южного секторов подножия вулкана находятся многочисленные садово-огородные товарищества (СОТы), а также проходит конечная часть трассы строящегося газопровода краевого значения: от Кшукского месторождения на Западной Камчатке до г. Петропавловск-Камчатский. До них от кратера вулкана всего 15—20 км. Причем сам вулкан Корякский многими исследователями [Ма-ренина и др.,1962; Масуренков и др., 1991; Мелекесцев, 1996; Мелекесцев, 2009 и др.] считается потенциально очень опасным. Поэтому любые данные об уже известных или других возможных видах вулканической опасности, прочих опасных явлений и процессов от его извержений имеют не только теоретическое, но и важное практическое значение. Чем больше будет объем комплекса таких данных, тем точнее можно спрогнозировать опасные последствия от предстоящих извержений и минимизировать связанный с ними ущерб для населения и хозяйственных объектов, приближенных к вулкану

*Под загрязнением понимается обогащение в районе постройки вулкана Корякский (зоне наиболее интенсивных и частых пеплопадов 2008—2009 гг.) дождевой и талой воды, а также воды рек, ручьев, "сухих" рек, озер вымытыми и выщелоченными из свежевыпавшего вулканического пепла компонентами и самим (в виде твердой взвеси) пеплом.

Сведений же о вулканической опасности от извержений Корякского вулкана или процессов и явлений, непосредственно с ними связанных, очень мало. Объясняется это двумя главными причинами. Во-первых, тем, что в ХУШ—ХГХ вв. вулкан проявлял весьма слабую активность: даже умеренных по силе извержений не происходило, а фумарольная активность случалась эпизодически через большие промежутки времени. Поэтому первые исследователи Камчатки С.П. Крашенинников [1994] и Г.В. Стеллер [1999] вообще не относили Корякский вулкан ни к "огнедышащим" — извергающимся, ни к "курящимся", проявлявшим в первую половину XVIII в. заметную фумарольную активность. Признаки последней обнаружил там лишь в 1827—1828 гг А. Постельс [1836]: "немного дыма" на северном склоне. Но даже позднее К. фон Дитмар [1901] предполагал, что вулкан Корякский — потухший, так как за время своих наблюдений (1851—1855 гг.) ни разу не замечал следов его деятельности и не мог найти указаний об этом у других исследователей, хотя его знакомый (тайон деревни Авача) и утверждал, что из кратера вулкана иногда выходит немного дыма.

Первые убедительные доказательства активности Корякского вулкана в 90-х годах XIX в. привел В. Маргаритов. По его данным, немного ниже вершины вулкана Корякский на юго-западной стороне возникла трещина, из которой "... выходит водяной пар непрерывной и сравнительно тонкой струей" [Маргаритов, 1899, с. 54]. Вполне вероятно, что она появилась в 1894—1895 гг. как реакция на сильное субсинхронное извержение соседнего вулкана Ава-

Рис. 1. Вулкан Корякский в начале извержения (28.12.2008 г.). Вид с юга. Фото А.Ф. Дьякова.

чинский, поскольку в XIX—XX веках, начиная с 1827 г., почти каждое мощное извержение последнего сопровождалось усилением фумарольной деятельности Корякского вулкана [Мелекесцев, 2009].

Первое известное историческое извержение вулкана Корякский зафиксировано [Новограбленов, 1926] 22 декабря 1926 г, когда в 15 ч 30 мин местного времени вулкан выбросил черный столб газов из кратера западной вершины, а от выпавшего из эруптивного облака пепла почернел снег на склонах конуса. Подобное событие, вероятно, следует классифицировать как слабое фреатическое извержение.

Позднее, до конца 1956 г., в течение 30 лет вулкан проявлял эпизодически лишь слабую фумарольную активность [Маренина и др., 1962].

Единственное, сравнительно детально изученное извержение вулкана Корякский, его продукты и виды вулканической опасности, произошло в 1956—1957 гг. Начало извержения зафиксировано Г.С. Горшковым [1958] во время авиаоблета в конце декабря 1956 г., ход извержения с 20 января по 15 марта наблюдал А.Н. Сирин, а изверженные продукты исследовала К.М. Тимербаева [Сирин и др., 1959]. По их данным, извержение было слабым фреатическим, а незначительную опасность представляли небольшие пеплопады на расстоянии до 20-30 км от эруптивного центра и короткие лахары в привершинной части СЗ сектора конуса. Площадь, единовременно покрытая пеплом, не превышала 3—4 км2. Средняя высота выбросов при взрывах была 150—200 м (максимальная до 350 м) над жерлом, скорость выбросов — от 40—50 до 150 м/с. Каждая эксплозивная серия состояла из 3—4 взрывов с интервалами между ними до 30 мин.

Взрывы в вершинном кратере были субвертикальными, в пределах трещины — наклонными. В последнем случае газовое облако после 1—2 с задержки начинало скользить вниз по склону конуса со ско-

ростью до 30—35 м/с на расстояние 500—700 м. Спустя 10—15 с после взрыва, частицы пепла из эруптивного облака полностью оседали, а газы рассеивались [Сирин и др., 1959].

Таким образом, во время исторических извержений XIX—XX вв. вулкана Корякский были отмечены только три вида связанной с ними опасности: слабые фреатические взрывы, небольшие пеплопа-ды и короткие лахары.

Во-вторых, неполнота данных о других видах опасности от доисторических извержений вулкана обусловлена недостаточной изученностью его эруптивной активности за последние тысячелетия. Так, по материалам опубликованных работ [Маренина и др., 1962; Масуренков и др., 1991 и др.], где рассматриваются геологическое строение и история формирования вулкана Корякский в голоцене (по современным представлениям — последние 11500— 11600 лет), к видам опасности исторического времени можно дополнительно добавить только опасность от лавовых потоков и катастрофических ла-харов.

Продолжающееся же извержение 2008—2009 гт дало возможность уточнить его тип, а также выделить и описать (см. разделы 1, 2) еще один, ранее неизвестный, вид опасности от извержений Корякского вулкана — сильно загрязненные свежевыпавшей тефрой воды постоянных и временных водотоков, которые начинаются на его склонах и текут по юго-западному и южному секторам подножия вулкана, в пределах освоенных и заселенных территорий, и временных озер и луж в истоках этих водотоков. Материал для оценки этого вида опасности был собран И.В. Меле-кесцевым и его коллегами во время полевых исследований извергающегося Корякского вулкана летом 2009 г, а пробы воды и твердого осадка проанализированы Е.В. Карташевой, С.В. Сергеевой и А.А. Кузьми-

Рис. 2. Схема точек отбора проб воды в р. Железная и ее левом притоке.

1 — постройка вулкана Корякский; 2 — западный кратер и эруптивная трещина 1956—1957 и 2008—2009 гг. извержений вулкана Корякский; 3 — точки отбора проб воды (а) и скважина (б) в СОТе "Шивелуч".

ной в Аналитическом центре Института вулканологии и сейсмологии (ИВиС) ДВО РАН.

Пробы воды отбирались в пластиковые емкости объемом 1.5 л в трех пунктах (рис. 2): из русла р. Железная в СОТе "Шивелуч" (отметка уреза 144 м), в ее среднем течении; в верхнем течении реки (отметка уреза 900 м) и из русла левого притока р. Железная (отметка уреза 900 м). Для сравнения была отобрана проба воды из скважины глубиной 110 м в СОТе "Шивелуч", пробуренной до абсолютной отметки ~79 м, т.е. на 65 м ниже уреза р. Железная в этом СОТе.

Проведено определение анионно-катионного макросостава и содержания ряда микрокомпонентов. Специальное консервирование образцов для определения микроэлементов не использовалось. Поэтому возможно частичное осаждение тяжелых металлов из исследуемого объема в осадок и на стенки сосуда. Выполнен анализ твердой фазы, содержащейся в пробах. После декантирования и высушивания определена массовая доля твердой пеп-ловой фазы и из этого материала были изготовлены прессованные излучатели для рентгенофлуорес-центного анализа. Для сравнения приведены результаты анализа свежевыпавших пеплов Корякского вулкана, чтобы проследить, какими элементами обогащается вода природного источника в процессе выщелачивания вулканического пепла.

Проведение подобного комплекса аналитических исследований обусловлено, прежде всего, тем,

что состав природных поверхностных и подземных вод — важнейший геохимико-экологический фактор, так как геохимические свойства воды оказывают прямое биохимическое воздействие на все живое, а также на организм человека, его физиологические функции [Крайнов и др., 2004; Фомин, 1995]. В окрестностях же действующих вулканов такая необходимость еще более оправдана, поскольку здесь поверхностные и грунтовые воды испытывают прямое воздействие вулканических извержений и их последствий.

ОСОБЕННОСТИ ИЗВЕРЖЕНИЯ ВУЛКАНА

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.

Показать целиком