О. А. Гирина

Исследования вулкана Безымянного

Вулкан Безымянный, один из самых активных вулканов мира, находится в самом центре Ключевской группы вулканов на полуострове Камчатка в России. В 1955 г. впервые в истории Без- ымянный начал извергаться, и спустя 6 месяцев произошло его катастрофическое извержение с объе- мом эруптивных продуктов более 3 км3. Лавовый купол начал расти в эксплозивном кратере вулкана непосредственно сразу после катастрофы, и его формирование продолжается до настоящего времени. В 1908–1910 гг. на Камчатке работал Геологический отряд под руководством С. А. Конради в составе Камчатской экспедиции Русского Географического общества, организованной на сред- ства мецената Ф. П. Рябушинского (23). Они первыми составили карту с координатами вулканов, опубликованную в работе Н. Г. Келля «Карта вулканов Камчатки» (21). Имя «Безымянный» дал вулкану С. А. Конради (1). В работе А. Н. Заварицкого (19) вулкан описан коротко, но приведены петрографические описания пород, собранных в районе вулкана А. Эрманом, С. Конради, А. Тро- шиным, Г. Дягилевым и др. Краткое описание вулкана и более подробная петрографическая харак- теристика района Безымянного содержатся также в работе В. И. Влодавца (7). А. Н. Заварицкий и В. И. Влодавец считали влк Безымянный потухшим. Б. И. Пийп (29) назвал Безымянный и Клю- чевской самыми молодыми вулканами Ключевской группы, отметив свежесть склонов и лавовых образований влк Безымянного. Он первым дал подробное описание этого вулкана и высказал пред- положение, что Безымянный является или недавно потухшим, или не совсем потухшим (29). В 1954 г. Г. Е. Богоявленская кратко охарактеризовала шарры и лавовые потоки на южном и западном склонах Безымянного, а также семь основных экструзивных образований в районе вулкана (1). 22 октября 1955 г. впервые в историческое время началось извержение влк Безымянного, 30 марта 1956 г. произошел его катастрофический взрыв, в результате которого мгновенно были значительно преобразованы морфология постройки вулкана и рельеф прилегающих окрестностей. Обстоятельное описание извержения в 1955–1956 гг. и его последствий даны в работе Г. С. Горшко- ва (13) и книге Г. С. Горшкова и Г. Е. Богоявленской (15). В результате направленного взрыва были уничтожены вершина вулкана и его восточный склон, образовался кратер размером 1,3 х 2,8 км и глубиной 700 м. Область, охваченная взрывом, оценивается в 500 км2. Большая часть материа- ла взорванной постройки отложилась на площади 60 км2. Кинетическая энергия взрыва оценена в 1,2 х 1017 Дж, скорость выброса обломочного материала – примерно в 360–500 м/с (15). Общий объем материала, перемещенного и поступившего на поверхность в результате катастрофы, соста- вил около 3 км3 (3). Г. С. Горшков, проанализировав события извержения 30 марта, ввел в науку вулканологию новый термин «извержение направленного взрыва» (14). После катастрофического извержения Безымянного 30 марта 1956 г. в его эксплозивном кра- тере начал расти лавовый купол, активность вулкана продолжается до настоящего времени. В связи с необычностью катастрофического извержения и постоянно меняющейся деятельностью, связан- ной с ростом лавового купола, исследования Безымянного проводились многими учеными в раз- личных направлениях: динамика извержения, сейсмический режим развития вулкана; петрография, минералогия, геохимия, петрофизика его продуктов, изменения газового состава в процессе роста лавового купола и др. Например, П. И. Токарев (31) выделил в сейсмических событиях, происходя- щих в районе Ключевской группы вулканов, три (II, III, IV) типа вулканических землетрясений и вулканическое дрожание, характерные именно для Безымянного. Он выяснил, что землетрясения II– III типов часто происходят роями, предваряющими и сопровождающими эксплозивные извержения, спазматическое вулканическое дрожание обычно сопровождает пароксизмальную фазу извержения. На основании анализа сейсмических данных П. И. Токарев предсказал извержения влк Безымянного в октябре 1959, апреле 1960 и марте 1961 гг. (12). В течение первых 20 лет после катастрофического извержения активность вулкана выража- лась в росте экструзивного купола в эксплозивном кратере (22). Ю. М. Дубик и И. А. Меняйлов детально исследовали лавы и пирокластику извержения вулкана в 1965 г., их минеральный и гранулометрический составы, а также газовый состав фума- рол купола и сделали вывод о начале нового этапа в эруптивной истории вулкана (17). Изучением вулканических газов лавового купола и пирокластических потоков занимались Е. К. Серафимова (30), И. А. Меняйлов (28) и др. И. Т. Кирсанов проанализировал изменение режима роста лавового купола в 60–70-х гг. ХХ в. (22), он впервые описал появление в течение 1965–1976 гг. пластич- ных лав в форме небольших даек и вздутий, богатых кремнеземом, одно из которых было названо И. Т. Кирсановым «Наутилус» (22), другое Ю. М. Дубиком «Чин-Чин». Было отмечено, что, начи- ная с 1960 г., во время эксплозивных извержениях вулкана наряду с холодными и раскаленными лавинами грубого материала стали формироваться пеплово-глыбовые пирокластические потоки (3, 17). Анализ активности вулкана в течение 25 лет позволил Г. Е. Богоявленской и И. Т. Кирсанову выделить в современном эруптивном цикле влк Безымянного две стадии: экструзивно-эксплозив- ную (с 1956 по 1976 г.) и экструзивно-эксплозивно-эффузивную (с 1977 г. по настоящее время) (3). Позднее О. С. Чубарова (33 и др.) исследовала характер сейсмичности вулкана в процессе развития его купола и показала, что выжимание лавовых потоков на склон купола в 1976–1979 гг. во время перехода от экструзивно-эксплозивных к экструзивно-эксплозивно-эффузивным извержениям вул- кана отразилось в появлении одиночных землетрясений с магнитудой 3 и выше и значительных по числу и энергии роев землетрясений. О. А. Брайцева, И. В. Мелекесцев, В. Ю. Кирьянов и др. (5, 6) по данным тефрохронологии восстановили историю развития вулкана: возникновение его относится к концу позднего плейстоце- на (10,5–11 тыс. лет назад), первоначально он развивался как экструзивный купол, а со времени око- ло 5 500 лет назад как стратовулкан. Они показали, что длительность предшествующего периода покоя вулкана сопоставима с продолжительностью его активизации, например, за периодом покоя в 1 100 лет шла активизация в 700 лет, следующие периоды одинаковы – по 350 лет покоя и активизации. После катастрофического извержения вулкана Сент-Хеленс (США) в 1980 г. появился ряд работ, в которых сравнивались катастрофические события разных вулканов и обсуждался генезис катастрофы Безымянного (2, 26 и др.). А. И. Малышев почти непрерывно наблюдал за работой вул- кана в течение 1980–1987 гг., благодаря кино- и фотоматериалам, отснятым им в непосредственной близости от вулкана (в 3–7 км) и с сейсмостанции Апахончич (16 км от вулкана), детально описана деятельность Безымянного в эти годы (27 и др.). Наблюдения за ростом лавового купола проводи- лись с помощью фототеодолитных и фотограмметрических методов, например, в работе Н. Ф. Доб- рынина показана динамика роста купола за период с 1956 по 1989 г., объем купола на сентябрь 1989 г. составлял 0, 58 км3 (16). Анализу различных аспектов условий образования и кристаллизации магматических рас- плавов Безымянного посвящено достаточно много работ (4, 20, 25, 35 и др.). Изучены петрогра- фические, петрофизические особенности экструзивных образований (18), современных и древних лавовых потоков (24), пирокластических продуктов (8, 10, 34 и др.). С помощью сейсмотомогра- фии исследуется магматическая система Безымянного (32 и др.). С 2002 г. сотрудниками группы KVERT Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН осуществляется непрерывный спут- никовый мониторинг вулканов Камчатки, в том числе Безымянного (11). Благодаря наблюдениям за изменением термальной аномалии в районе вулкана учеными KVERT в 2001–2012 гг. было предсказано 10 извержений Безымянного (16 декабря 2001 г., 25 декабря 2002 г., 11 января 2005 г., 9 мая 2006 г., 11 мая 2007 г., 14–15 октября 2007 г., 19 августа 2008 г., 31 мая 2010, 8 марта 2012 г., 1 сентября 2012 г.) (9, 11). О влк Безымянном в настоящее время опубликовано более 400 научных работ. Например, в специальном выпуске Journal of Volcanology and Geothermal Research «Magma System Response to Edifice Collapse» (2013) вулкану посвящено 13 работ. В 1958 г. Е. К. Мархинин предложил сделать дату первого катастрофического извержения, наблюдавшегося российскими вулканологами, профессиональным Днем вулканолога. Хотя празд- ник неофициальный, ежегодно 30 марта ученые Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН проводят научную конференцию «Вулканизм и связанные с ним процессы». Звучат доклады на раз- личные вулканологические темы, вспоминаются коллеги-вулканологи, обязательно звучит название влк Безымянного. 1. Богоявленская Г. Е. Вулкан Безымянный и его экструзивные образования // Бюл. вулканол. станций. 1957. № 26. С. 13–18. 2. Богоявленская Г. Е., Брайцева О. А., Мелекесцев И. В., Кирьянов В. Ю., Миллер С. Д. Катастрофиче- ские извержения типа направленных взрывов на вулканах Сент-Хеленс, Безымянный, Шивелуч // Вулканоло- гия и сейсмология. 1985. № 2. С. 3–26. 3. Богоявленская Г. Е., Кирсанов И. Т. Двадцать пять лет вулканической активности вулкана Безымян- ного // Там же. 1981. № 2. С. 3–13. 4. Богоявленская Г. Е., Наумов В. Б., Толстых М. Л., Бабанский А. Д., Хубуная С. А. Составы расплавов и условия кристаллизации андезитов вулканов Авачинский, Безымянный, Шивелуч и Карымский (по данным изучения расплавных включений) // Там же. 2004. № 6. С. 35–48. 5. Брайцева О. А., Мелекесцев И. В., Богоявленская Г. Е., Максимов А. П. Вулкан Безымянный: история формирования и динамика активности // Там же. 1990. № 2. С. 3–22. 6. Брайцева О. А., Кирьянов В. Ю. О прошлой активности вулкана Безымянный по данным тефрохро- нологических исследований // Там же. 1982. № 6. С. 44–55. 7. Влодавец В. И. Ключевская группа вулканов // Труды Камчатской вулканологической станции. 1940. № 1. С. 2–124. 8. Гирина О. А. Конвективная гравитационная дифференциация пирокластики андезитовых вулканов // Литосфера. ИГиГ УрО РАН. 2010. № 3. С. 135–144. 9. Гирина О. А. О предвестнике извержений вулканов Камчатки, основанном на данных спутникового мониторинга // Вулканология и сейсмология. 2012. № 3. С. 14–22. 10. Гирина О. А. Пирокластические отложения современных извержений андезитовых вулканов Камчат- ки и их инженерно-геологические особенности / отв. ред. И. В. Мелекесцев. Владивосток : Дальнаука, 1998. 174 с. 11. Гордеев Е. И., Гирина О. А. Вулканы и их опасность для авиации // Вестник Российской академии наук. 2014. Т. 84. № 2. С. 134–142. doi: 10.7868/S0869587314020121. 12. Горельчик В. И. К истории развития сейсмологических исследований на вулканах Камчатки // Гео- динамика и вулканизм Курило-Камчатской островодужной системы. Петропавловск-Камчатский : ИВГиГ ДВО РАН, 2001. С. 341–351. 13. Горшков Г. С. Извержение сопки Безымянной (предварительное сообщение) // Бюл. вулканол. стан- ций. 1957. № 26. С. 19–72. 14. Горшков Г. С. Направленные вулканические взрывы // Геология и геофизика. 1963. № 12. С. 140–143. 15. Горшков Г. С., Богоявленская Г. Е. Вулкан Безымянный и особенности его последнего извержения 1955–1963 гг. М. : Наука, 1965. 172 с. 16. Добрынин Н. Ф. Аналитико-фотограмметрический метод количественной оценки экструзивных процессов // Вулканология и сейсмология. 1991. № 2. С. 92–109. 17. Дубик Ю. М., Меняйлов И. А. Новый этап эруптивной деятельности вулкана Безымянного // Вулка- ны и извержения. М. : Наука, 1969. С. 38–77. 18. Ермаков В. А. Формационное расчленение четвертичных вулканических пород. М. : Недра, 1977. 223 с. 19. Заварицкий А. Н. Северная группа вулканов Камчатки // Камчатка. М. ; Л. : СОПС АН СССР, 1935. Вып. 1. 55 с. 20. Кадик А. А., Максимов А. П., Иванов Б. В. Физико-химические условия кристаллизации и генезис андезитов (на примере Ключевской группы вулканов) / отв. ред. Л. В. Дмитриев. М. : Наука, 1986. 157 с. 21. Келль Н. Г. Карта вулканов Камчатки. Л. : Изд. Русск. географ. общ-ва, 1928. 116 с. 22. Кирсанов И. Т. Экструзивные извержения на вулкане Безымянном в 1965–1974 гг. и их геологиче- ский эффект // Проблемы глубинного магматизма : Сб. статей. М. : Наука, 1979. С. 50–69. 23. Конради С. А., Келль Н. Г. Геологический отдел Камчатской экспедиции 1908–1911 гг. // Изв. Русск. географ. общ-ва. 1925. VII. Вып 1. 24. Ладыгин В. М., Гирина О. А., Фролова Ю. В. Петрофизические особенности лавовых потоков вул- кана Безымянный, Камчатка // Вулканология и сейсмология. 2012. № 6. С. 18–30. 25. Максимов А. П., Кадик А. А., Коровушкина Э. Е., Иванов Б. В. Кристаллизация андезитового рас- плава при заданной концентрации воды в области давлений до 12 кбар // Геохимия. 1978. № 5. С. 669–679. 26. Мелекесцев И. В. О взрывном происхождении обломочной лавины пароксизмальной фазы ката- строфического извержения вулкана Безымянный 30 марта 1956 г. на Камчатке // Вулканология и сейсмология. 2004. № 2. С. 9–23. 27. Малышев А. И. Жизнь вулкана / отв. ред. В. А. Коротеев. Екатеринбург : УрО РАН, 2000. 262 с. 28. Меняйлов И. А. Фумарольные газы пирокластических потоков вулканов Безымянного и Катмаи // Вулканы и извержения. М. : Наука, 1969. С. 78–81. 29. Пийп Б. И. Ключевская сопка и её извержения в 1944–1945 гг. и в прошлом // Тр. лаборат. вулкано- лог. 1956. Вып. 11. 312 с. 30. Серафимова Е. К. Фумарольная деятельность вулкана Безымянного в 1966–1967 гг. // Бюл. вулка- нол. станций. 1971. № 47. С. 23–28. 31. Токарев П. И. Извержения и сейсмический режим вулканов Ключевской группы (1949–1963 гг.) / отв. ред. Пийп Б. И. М. : Наука, 1966. 116 с. 32. Федотов С. А., Жаринов Н. А., Гонтовая Л. И. Магматическая питающая система Ключевской группы вулканов (Камчатка) по данным об её извержениях, землетрясениях, деформациях и глубинном строе- нии // Вулканология и сейсмология. 2010. № 1. С. 3–35. 33. Чубарова О. С. Автореф. дис. на соиск. уч. степ. к. ф.-м. н. «Пространственно-временные особен- ности сейсмичности района северной группы вулканов Камчатки». 1990. 23 с. 34. Чубарова О. С., Горельчик В. И., Гарбузова В. Т. Сейсмический режим вулкана Безымянный в 1975– 1979 гг. // Вулканология и сейсмология. 1983. № 3. С. 58–69. 35. Girina O. A. Chronology of Bezymianny Volcano activity, 1956–2010 // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2013. V. 263. P. 22–41. doi: 10.1016/j.jvolgeores.2013.05.002. 36. Gorokhova N. V., Melnik O. E., Plechov P. Yu., Shcherbakov V. D. Numerical simulation of plagioclase rim growth during magma ascent at Bezymianny Volcano, Kamchatka // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2013. V. 263. P. 172–181. doi: 10.1016/j.jvolgeores.2013.03.020.

Гирина О. А. Исследования вулкана Безымянного // «В путь за непознанным...» : материалы XXXIII Крашенник. чтений / М-во культуры Камч. края, Камч. краевая науч. б-ка им. С. П. Крашенинникова. - Петропавловск-Камчатский, 2016. - С. 76-79.