научная статья по теме ВУЛКАН ТОЛБАЧИК: ГАВАЙСКИЕ ИЗВЕРЖЕНИЯ НА КАМЧАТКЕ Физика

Текст научной статьи на тему «ВУЛКАН ТОЛБАЧИК: ГАВАЙСКИЕ ИЗВЕРЖЕНИЯ НА КАМЧАТКЕ»

Вулкан Толбачик:

гаваиские извержения на Камчатке

А.Б.Белоусов, М.Г.Белоусова,

кандидаты геолого-минералогических наук Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН Петропавловск-Камчатский

Нк

¿Ы Шй

тшш

В мире нет двух одинаковых вулканов. У каждого свои неповторимые размеры, ^ форма, рисунок поверхности ^ склонов. Характер и частота извержений даже у соседствующих вулканов сильно различа- ^ ются. На облик и поведение вулкана оказывают влияние объем £ и состав извергаемых магм, сте- ^ пень их газонасыщенности и многие другие факторы, на- ^ пример, местный климат. Вулка- 5» ны имеют сложную и длитель- ^ ную (до нескольких сотен тысяч ^ и даже миллионов лет) историю ^

развития, которая запечатлевается в последовательностях отложенных слоев лав и пироклас-тики, отражается в строении их конусов. ^

Необычный вулкан Камчатки

Постройка Толбачика состоит из двух сросшихся конусов, форма которых определила их названия (рис.1). Острый, высотой 3672 м, более древний, считается потухшим. На глубоко эродированных склонах трассируются вертикальные стенки многочисленных даек — заполненных застывшей магмой подводящих трещин прошлых побочных извержений. С юго-восточной стороны конус Острого Толбачика обрывается крутым цирком гигантского обвала, а с востока к нему плотно прилегает сильно усеченный конус вулкана Плоский Толбачик высотой 3065 м. Среди активных вулканов Камчатки он выделяется извержениями базальтовой магмы, обладающей относительно малой вязкостью. Потому-то он и плоский. Несколько раз за последние 10 тыс. лет на его склонах раскрывались трещины, по которым жидкая магма оттекала из неглубокого очага, и макушка конуса проваливалась внутрь, образуя небольшую вершинную кальдеру. Она при последующем возобновлении

© Белоусов А.Б., Белоусова М.Г., 2013

Рис.1. Вулкан Толбачик. Вид с севера. Новое извержение происходит на южном склоне Плоского Толбачика. На переднем плане — вулкан Безымянный с подковообразным кратером, знаменитый своим мощным обвалом и взрывом в 1956 г. В отличие от маловязких базальтов Толбачика, Безымянный извергает очень вязкие андезиты.

Здесь и далее (кроме рис.2) фото А.Б.Белоусова

вулканической активности постепенно заполнялась горизонтальными слоями лавы, пока не происходило новое проседание. В результате сформировался легко узнаваемый сильно усеченный конус. На его плоской вершине видны следы нескольких вложенных одна в другую небольших кальдер.

Низкая вязкость магмы определяет характер извержений Толбачика — они очень похожи на гавайские. В вершинной кальдере вулкана время от времени появляется озеро расплавленной лавы (последнее существовало в 1967—1970 гг.). Когда же на склонах происходят побочные прорывы, вдоль раскрывшихся протяженных трещин выбрасываются высокие огненно-красные лавовые фонтаны, и жидкая, как вода, лава растекается на многие километры. Цепочки шлаковых конусов, трассирующие трещины прорывов, расходятся от Плоского Толбачика в двух основных направлениях (рифтовых зонах) — северо-восточном и южном. В XX в. побочные извержения вулкана происходили только в более крупной южной зоне — в 1941 и 1975—1976 гг. Во время последнего — Большого трещинного Толбачинского извержения (БТТИ) — на поверхность поступило более 1 км3 базальтовой магмы (объемы лавы и пирокла-

стики пересчитаны на объемный вес магмы 2.7 г/см3), и образовалась самая молодая вершинная кальдера размером 1.3x1.6 км и глубиной 500 м. Это извержение входит в шестерку крупнейших трещинных извержений мира [1 — 3].

Продукты извержений Толбачика схожи с отложениями вулканов Гавайских о-вов, и для их классификации используется та же терминология, происходящая от языка аборигенов (которые когда-то съели капитана Кука). Тонкие, протяженные лавовые потоки с относительно гладкими поверхностями (часто причудливо изогнутые — кишечные, канатные и др.) носят название «пахой-хой-> (в переводе — «можно ходить голыми пятками»). Более толстые потоки с шлаковатой занозистой мелкоглыбовой поверхностью красноречиво именуются <-аа-> — по ним даже в ботинках ходить невозможно. Длинные нити стекла, образующиеся при выбросах-выплесках жидкой лавы из озер, носят название «волосы Пеле» — в честь языческой богини вулканов. Пирокластика Толбачика представлена также легкими вулканическими шлаками (черным пузыристым базальтовым стеклом) и разнообразными по форме витыми бомбами (выброшенными взрывами и застывшими в полете кусками жидкой лавы).

Трещинные извержения маловязких базальтовых магм нетипичны для Камчатки. В исторический период еще только вулкан Горелый в середине XVIII в. произвел подобное извержение. Большинство же здешних вулканов извергают значительно более вязкие андезито-базальтовые и андезито-вые магмы, характер извержений которых совершенно иной. Они более взрывные, выбрасывают много пирокластики и сопровождаются излиянием коротких толстых лавовых потоков с крупноглыбовой поверхностью или выжиманием крутосклонных лавовых куполов, которые, как пробки, запечатывают жерло вулкана.

Возможность увидеть на Камчатке извержение гавайского типа предоставляется нечасто, и долгосрочный прогноз активности Толбачика, казалось, оставлял на это мало шансов. Прогноз основывался на оценках продуктивности вулкана (среднего объема магмы, поступающей на по-

верхность в единицу времени). Считалось, что после крупного события 1975 — 1976 гг. Толбачику потребуется более 200 лет, чтобы в его питающей системе накопилось количество магмы, достаточное для нового значительного извержения [1, 3].

Извержение 2012—2013 гг.

Совершенно неожиданно рано утром 27 ноября 2012 г. сейсмостанции стали регистрировать под Толбачиком рой слабых землетрясений на глубинах менее 5 км. Развитие событий было столь стремительным, что вулканологи не успели дать предупреждение о приближающемся извержении. Эпицентры толчков быстро переместились на южный склон Плоского Толбачика, где вечером того же дня открылась трещина, и началось новое извержение (рис. 2).

Острый Толбачик

Плоский Толбачик

Рис.2. Толбачик 5 апреля 2013 г. В верхнем правом углу — сросшиеся конусы Острого и Плоского Толбачика. На вершине Плоского Толбачика хорошо видна кальдера 1975—1976 гг. Над активным шлаковым конусом Набоко поднимается облако вулканических газов, которое сносится ветром к северо-западу. К северу от конуса тонкая серая линия — верхний участок трещины, активной в первые дни нового извержения. К югу от конуса видны свежие лавовые потоки последнего извержения (более старые, припорошенные снегом выделяются серым, а самые последние — черным цветом).

Космический снимок со спутника «Е0-1 ALI» (NASA), http://earthobservatory.nasa.gov

а ^

а

и 3*

а

* и

В первые дни извержения плохая погода не позволяла увидеть детали происходящего, и только 29 ноября облет места прорыва на вертолете показал, что радиальная трещина побочного прорыва состоит из двух участков (северного и южного) общей длиной 3-5 км, расположенных на высотах 1500—2000 м. Вдоль трещины образовались многочисленные небольшие шлаковые конусы, из которых фонтанировала и изливалась жидкая лава. Высота выбросов бомб достигала 200 м. Облако извержения поднималось на высоту нескольких километров, и выпавший пепел покрыл поверхность снега на расстоянии в 60 км. Лавовые потоки типа <-аа-> быстро двигались вниз по склону в южном и юго-западном направлениях. В 9 км от трещины они достигли верхней границы березово-лиственничного леса и, как гусеницы гигантского танка, начали проламывать просеки. Крутая фронтальная часть наступающей лавы имела вид широкой огненной стены высотой до 12 м. Вскоре лава перерезала единственную дорогу, ведущую к Плоскому Толбачику.

Вблизи подножия вулкана нет населенных пунктов, и извержение не представляло прямой угрозы. Ближайший поселок лесопромышленников Козыревск с населением около 2000 расположен в 40 км к северо-западу от места извержения. Здесь находится приемный пункт региональной сети телеметрических сейсмостанций с веб-камерой, направленной на вулкан Безымянный, которую с началом нового извержения переориентировали на Толбачик. Возможность наблюдать происходящее через Интернет получили все желающие. Это способствовало небывалому наплыву туристов, которые, несмотря на тридцатиградусные морозы (кто на вертолете, кто на снегоходе, а кто и на лыжах, в зависимости от толщины кошелька и личного мужества), стремились добраться до извергающейся лавы.

К 30 ноября на каждом участке образовавшейся трещины осталось по одному действующему шлаковому конусу, получивших имена известных советских вулканологов — А.А.Меняйлова и С.И.На-боко. 1 декабря вулканическая активность сосредоточилась на самом южном конце эруптивной трещины. Быстрое сокращение числа действующих жерл часто наблюдается при подобных извержениях: магма в узкой трещине быстро застывает, и извержение продолжается только на гипсометрически самом низком участке прорыва, где гидростатическое давление магмы максимально. В кратере продолжающего действовать подковообразного шлакового конуса Набоко непрерывно фонтанировало и плескалось небольшое лавовое озеро, выбрасывая ошметки жидкой лавы, легкий вулканический шлак и волосы Пеле. Быстрая огненная река лавы с расходом 30—50 м3/с вытекала из озера на склон вулкана (рис.3). Скорость течения лавы достигала 2 — 3 м/с, а температура, измеренная термопарой, составляла 1060—1080 С.

Первые порции изверженной лавы содержали 54°6 ЭЮ;, позднее его количество снизилось до 52%. К середине декабря длина потоков достигла 17 км. После этого увеличение протяженности потоков прекратилось, и формирующееся лавовое поле стало наращивать площадь и толщину. Это связано с тем, что предельная протяженность лавового потока определяется в основном величиной расхода лавы, который, как правило, максимален в начале извержения.

Казалось, что извержение должно скоро прекратиться, однако этого не случилось. В январе 2013 г. активность стала более ровной, сходной по характеру с Южным прорывом извержения 1976 г. [2]. Средняя высота выбросов вулканических бомб уменьшилась до 100 м. Лава перестала изливаться непосредственно из шла

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