Основные действующие вулканы и обзор исторических извержений
За период с 1901 по 1985 г. на Камчатке и Курильских островах произошло 244 извержения, причем на долю Камчатки приходится 80 % всех извержений. В отдельные годы в районе Камчатки и Курильских островов могут находиться в состоянии извержения от 1 до 7 вулканов. В Курило-Камчатской островодужной системе насчитывается 69 действующих вулканов или 10 % от общего числа действующих наземных вулканов мира. Самые крупные и мощные вулканы Курило-Камчатского островной дуги расположены на Камчатке. П-ов Камчатка – северное звено Курило-Камчатской островной дуги, длина которой составляет более 2000 км. В настоящее время на Камчатке сосредоточено 29 действующих вулканов. В четвертичное время на Камчатке образовались два вулканических пояса, которые значительно различаются между собой. Один из них приурочен к Восточной Камчатке, другой – к Срединному хребту Камчатки. Подавляющее большинство действующих и потенциально активных вулканов Камчатки расположено в Восточном вулканическом поясе.
Срединно-Камчатский вулканический пояс располагается в центральной и северной части Срединного хребта. Общая протяженность пояса свыше 450 км. В его пределах проявился интенсивный четвертичный вулканизм. Активная вулканическая деятельность прекратилась здесь несколько сот лет назад. В настоящее время лишь на одном Ичинском вулкане периодически отмечается слабая сольфатарная деятельность.
Восточно-Камчатский вулканический пояс. Здесь сосредоточено 80 % всех действующих вулканов, которые характеризуются заметным различием своего развития на южном и северном участках. На южном участке пояса длиной 170 км – от мыса Лопатка до широты Авачинской губы – сосредоточено восемь действующих вулканов: Кошелева, Ильинский, Камбальный, Желтовский, Ксудач, Мутновский, Горелый, Опала. В центральном участке Восточно-Камчатского пояса сосредоточено 14 действующих вулканов: Авачинский, Корякский, Дзендзурский, Жупановский, Карымский, Малый Семячик, Большой Семячик, Кихпиныч, Узон, Крашенинникова, Кроноцкий, Гамчен, Комарова, Кизимен. На севере Восточно-Камчатского вулканического пояса можно выделить в самостоятельную вулканическую зону Ключевскую группу вулканов вместе с гигантским массивом вулкана Шивелуч. Это один из крупнейших вулканических центров мира, в котором извергается более половины продуктов всех вулканов Камчатки и Курильских островов. В эту группу входят действующие вулканы: Ключевской, Плоский Толбачик, Безымянный и Шивелуч. На вулкане Ушковском (Дальняя Плоская сопка) наблюдается эпизодическая фумарольная активность еще с 1890 г., поэтому он и отнесен к действующим вулканам этой группы.
Вулкан Ключевской (Ключевская сопка) – один из самых активных и мощных базальтовых вулканов мира и главный вулкан Курило-Камчатской вулканической области, располагается на стыке Курило-Камчатской и Алеутской островных дуг.
Наблюдения за вулканами Ключевской группы ведутся с 01.09.1935 г., когда в пос. Ключи была открыта Камчатская вулканологическая станция. Пароксизмальные извержения для Ключевского вулкана редки. Мощное извержение происходило в декабре 1944 – январе 1945 г. После пароксизма 1944–1945 гг. эксплозивно-эффузивные извержения происходили в 1950, 1961–1962, 1966, 1978–1980, 1984–1987 гг., пароксизмальное извержение 1992 г. и пароксизмальное вершинное эффузивно-эксплозивное извержение 7 сентября – 2 октября 1994 г., которое может быть сопоставимо с терминальным извержением 1944–1945 гг.
Вулкан Безымянный. В современном цикле активности выделяются три периода: 1956–1965 гг. – непрерывное выжимание жестких блоков купола, сопровождавшееся эксплозивной активностью; 1966–1976 гг. – выжимание жестких блоков, обелисков, небольших порций пластичной лавы в виде даек (образуются путём внедрения магмы в трещины земной коры), лавовых вздутий; новый этап начался с 1977 г., когда впервые стала изливаться лава. За период с 1980 по 1984 г. произошло семь извержений, сопровождавшихся образованием раскаленных каменных лавин, пирокластических и лавовых потоков. Наиболее значительным был пароксизм 13–14 октября 1984 г., когда высота эруптивной тучи достигала 9 км.
В конце июня 1985 г. часть вершины и восточного сектора экструзивного купола были разрушены направленным взрывом с образованием пирокластического потока длиной до 14 км. Это было крупнейшее извержение после направленного взрыва 1956 г. 6–8 октября 1995 г. произошло сильное извержение вулкана Безымянный, пепловая туча поднялась на высоту до 5 км, а в г. Ключи наблюдался сильный пеплопад; солнце с трудом пробивалось сквозь пепловую тучу и за несколько часов выпало около 700 г/м2 пепла.
Вулкан Плоский Толбачик (Толбачинская сопка, Толбачик). Деятельность вулкана проявилась в виде терминальных и относительно редких побочных извержений. 6 июля 1975 г. в 18 км южнее вулкана Плоский Толбачик началось извержение, сила и размеры которого оказались таковы, что уже через несколько месяцев оно было названо Большим трещинным Толбачинским извержением. Оно длилось более полутора лет, в ходе извержения появились четыре новых моногенных вулкана – шлаковые конуса высотой до 340 м, эруптивная туча поднималась на высоту более 13 км; текли базальтовые реки со скоростью до 2,0 см/с, у истоков образовались лавовые покровы площадью около 40 км2 и мощностью до 80 м. Суммарный объем изверженных лав, бомб и пепла оценивается в 2,17 км3.
Вулкан Шивелуч. Самый северный действующий вулкан Камчатки расположен в северной части Центрально-Камчатской депрессии. Для последних 10 тыс. лет и исторического времени (XIX–XX вв.) для вулкана характерны два типа извержений: катастрофические эксплозивные, – типа направленных взрывов (1854 г., 1964 гг.), и субвертикальные с близким к вертикальному выбросом пирокластики, а также слабые и умеренные по силе извержения, сопровождавшие рост экструзивных куполов (1944–1950 гг., 1980–1981 гг., 1993 г.). Последнее сильное извержение вулкана Шивелуч произошло в 1993 г.
На Курильских островах находится 37 действующих вулканов.
Вулканы Северных Курильских островов: Алаид (о. Алаид – Атласова), Эбеко, Чикурачки, Татаринова, Карпинского, Фусса (все на о. Парамушир), наиболее активными являются Алаид, Эбеко, Чикурачки.
Вулканы северной части Центральных Курильских островов: Немо, Креницын (о. Онекотан), Севергина (о. Харимкотан), Синарка, Кунтоминтар (о. Шашкотан), Экарма (о. Экарма), Чиринкотан (о. Чиринкотан), наиболее активными и проявлявшими активность являются вулканы Севергина, Синарка и Чиринкотан.
Вулканы южной части Центральных Курильских островов: Райкоке (о. Райкоке), Сарычева (о. Матуа), Расшуа (о. Расшуа), Ушишир (о. Ушишир), Палласа (о. Кетой), Прево, Заварицкого, Горящая сопка – Уратман (о. Симу-шир), Черного, Сноу (о. Чирпой), Брат Чирпоев (о. Брат Чирпоев), из которых активными или проявлявшими активность являются вулканы Райкоке, Пик Сарычева, Сноу.
Вулканы Южных Курильских островов: Трезубец, Берга, Колокол (о. Уруп), Кудрявый, Чирип, Баранского, Тебенькова, Иван Грозный, Стокан, Атсонупури (о. Итуруп), Тятя, Менделеева, Головнина (о. Кунашир), наиболее активными или проявлявшими активность в историческое время здесь являются вулканы Кудрявый и Тятя.
Масса извергнутых продуктов всех наземных вулканов мира в 1900–1984 гг. составила 125·109 т и из них 20·109, или 16,5 %, извергнуто вулканами Камчатки и Курил.
Геологическое строение и геодинамика вулканов
Современные вулканические пояса запада Тихого океана протягиваются с северо-запада на юго-восток от берегов Северного Ледовитого океана до Новой Зеландии. Эти структуры связаны с глубоким разломом, по которому происходит либо надвиг континентальной окраины на дно Тихого океана, либо подвиг океанической плиты (субдукция) под континентальные окраины Азиатского континента. Этот разлом контролируется поясом глубокофокусных землетрясений – с очагами (гипоцентрами) до глубин 700 км. Знание глубинного и геологического строения западно-тихоокеанских вулканических поясов дает возможность не только искать закономерности по составу извергаемого вулканического (горнопородного) материала (базальты, андезиты, толеиты или их разности в любом сочетании) и типа вулканического процесса (взрывной – эксплозивный, центрального типа или щитового, трещинного извержения и т. п.), но и находить связи между вулканизмом и теми или иными полезными ископаемыми в районах завершенного вулканического процесса.
Высотные характеристики вулканических центров определяются составом извергаемых магм и механизмами извержений и описываются экспоненциальной кривой, параметры которой определяются механико-прочностными свойствами слагающих конус пород. Предельные значения этих параметров являются функцией величины, зависящей от глубины залегания источника (очага) образования (нахождения) расплавленного магматического материала. Предельные высоты вулканов Земли могут быть подразделены на вулканы мантийного и корового питания; первые располагаются в пределах океанов (т. е. на дне океанов), вторые в орогенах (в регионах, где современная тектоническая активность завершена или близка к завершению); для островных дуг (в том числе и для Курило-Камчатской области) характерны вулканы мантийного и корового питания. Вулканы располагаются в пределах линейных зон «проницания» (глубинных разломов или их пересечений), которые образуют своеобразные кулисы по отношению к линии простирания Курило-Камчатской островной дуги. Отдельные вулканы и вулканические центры формируются внутри кольцевых структур, совпадающих с ними в пространстве и времени. Эти кольцевые структуры могут объединяться в линейные вулканические пояса северо-восточного направления, которые отчетливо «рассекаются» поперечными к ним шовными зонами, возможно глубинными разломами, северо-западного и широтного простирания.
Полученные данные о глубинном строении этих вулканических структур позволили сформулировать фундаментальные представления о вулканическом процессе, о законах расположения первичных и периферических источников магм различного состава. Кроме того, данные маршрутных исследований, анализ геофизических полей, сейсмологических наблюдений, и сейсмические модели глубинного строения вулканических центров Курило-Камчатской островодужной системы дают возможность воссоздать геодинамические процессы на стыке северо-восточной части Азиатского континента и северо-западной плиты Тихого океана. Это может быть проиллюстрировано двумя сейсмическими глубинными разрезами, которые характеризуют строение Ключевской группы Центральной Камчатки и Авачинско-Корякской группы в районе г. Петропавловска-Камчатского. Сейсмический разрез трассируется через перевал между влк. Плоский Ближний – влк. Ключевская сопка с юго-запада на северо-восток на расстояние до 60 км от р. Студенная (восточнее п. Козыревск).
Строение верхней мантии под вулканами изучается сейсмологическими методами и методами сейсмической трехмерной томографии по данным регистрации землетрясений. Под каждым вулканом на достаточно больших глубинах существуют первичные очаги магматических расплавов, от которых магма затем поднимается вверх по системе «магмоводов», образуя систему уровневых магмоотстойников по мере ее продвижения по вертикали.
Геодинамика включает широкий круг вопросов, связанных как с условиями протекания тектонических процессов, так и с причинами их вызывающими. Геодинамика как дисциплина изучает взаимоотношение сил и напряжений, проявляющееся геологической ситуацией, картируемой на поверхности. Под геодинамикой понимается:
– тектонические процессы, которые определяют местоположение вулканов в поле развитых в Курило-Камчатской островодужной системе полей напряжений;
– выявление временных и пространственных соотношений между сейсмичностью и вулканизмом;
– оценка термодинамических параметров, которые ответственны за явление разрыва (отрыва – detachment) сейсмофокальной зоны и связь этих зон с вулканизмом;
– механизмы подъема магмы, которые определяют не столько непосредственное ее движение по зонам проницания в земной коре и верхней мантии от источника до поверхности Земли, сколько оценку термодинамических условий этого движения и причин возникновения расплавов на различных уровнях в земной коре и верхней мантии, а также оценку термодинамических параметров, которые определяют остановку движений расплавов и начало раскристаллизации на определенных «высотных уровнях»;
– оценка термодинамических условий, которые определяют соотношение между вулканизмом и внутрикоровым магматизмом.
Крупные вулканические центры и вулканические группы располагаются в зоне пересечения крупных разнонаправленных тектонических нарушений, а большая часть крупнейших извержений предваряется достаточно сильными землетрясениями. Условия растяжения-раскрытия трещинных магмоводов, вызванные сдвиг-раздвиговыми (рифтогенными) движениями, обеспечивают условия для продвижения расплавов к дневной поверхности: «вулканизм проявляется в условиях растяжения, а не сжатия».
Процессы «переработки» самой верхней оболочки Земли, обусловленные вулканизмом и магматизмом, имеют основополагающее значение на границах разнонаправленных тектонических движений и процессов и определяющее – при поиске тех или иных полезных ископаемых в тех регионах, где эти процессы давно прекратились.