Камчатка – удивительный край вулканов и землетрясений

На земле природной лаборатории

С 25 сентября по 7 октября 2017 года на Камчатке в двух институтах Дальневосточного отделения РАН – Институте космофизических исследований и распространения радиоволн (ИКИР), с. Паратунка, Институте вулканологии и сейсмологии (ИВиС) и Камчатском филиале Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН» (КФ ФИЦ ЕГС РАН) г. Петропавловск-Камчатский, прошли две конференции. С 25 по 30 сентября в институте ИКИР проведена VIII международная конференция по теме: «Солнечно-земные связи и физика предвестников землетрясений», юбилейная, посвящённая 30-летию ИКИР, где обсуждались влияния эпизодов землетрясений, вулканических активизаций на радиофизические, магнитные характеристики в атмосфере и ионосфере. С 1 по 7 октября в Институте вулканологии и сейсмологии состоялась 6-ая научно-техническая конференция по теме: «Проблемы комплексного геофизического мониторинга ДВ России», на которой представлялись доклады по геофизическому мониторингу современных геодинамических процессов на Дальнем Востоке России, выяснению взаимосвязи эпизодов землетрясений, вулканических извержений с изменением природных явлений, магнитных, акустических полей, определению предвестников землетрясений, извержений вулканов и прогнозу цунами.

Участники 6-ой конференции у Института вулканологии и сейсмологии, 2 октября, 2017, г. Петропавловск-Камчатский

Отмечу, что доклады, вопросы и ответы были интересными и важными для решения как фундаментальных, так и прикладных задач. Учёным этих институтов просто везёт, что они живут на земле природной лаборатории, где так часто происходят землетрясения и вулканические активизации. Они могут применять различные научные схемы, приборы и определять, какие происходят изменения в магнитных, акустических полях, в атмосфере, ионосфере. Благодаря частым эпизодам природных активизаций учёные Камчатки выполняют мониторинг изменений в измеряемых характеристиках до, в период, после землетрясений и тем самым определяют предвестники землетрясений и вулканических извержений, магнитуду землетрясений и возможные последствия и предупреждения сейсмических событий. Я впервые узнал, что, оказывается, есть люди, которые радуются эпизодам землетрясений, особенно магнитудой 7-8. Это учёные институтов Камчатки. Они изучают, как эти явления влияют на магнитные, акустические поля и другие изменения на Земле и в космосе. Они не думают при этом о том, какие разрушения несут землетрясения, наука – и ничего личного. 

Я – геолог, но нашлось понимание среди вулканологов, сейсмологов, радиофизиков и других специалистов, присутствующих на конференциях, о важности и необходимости учёта различных геологических факторов, одним из которых является пронизывание недр Земли природным газом. Я сделал доклады в обоих институтах с близкой темой, суть которой заключается в том, что существует различный элементный состав природного газа, который проникает по зонам разломов через всю Землю от мантии до поверхности. Газ несёт физико-химические изменения в толще пород и динамические нагрузки на породы.

Например, метан создает восстановительную обстановку, является индикатором нефтегазовых залежей и газогидратов, увеличение концентрации углекислого газа связано с вулканической активизацией, гелий и водород характеризуют поток газа из мантии по зонам разломов в период сейсмических активизаций и могут быть индикаторами предвестников землетрясений. Динамическое влияние природного газа заключается в том, что газ внедряется в полость разлома при большом давлении, поднимаясь к поверхности, он расширяется и расширяет стенки разлома, создавая газовую прослойку, скользя по которой, блоки пород могут резко переместиться по разлому относительно друг друга и происходит землетрясение. Кроме того, газы и вода в породах изменяют магнитные и акустические поля. Это было услышано участниками конференций, и пришло понимание о важности сотрудничества учёных наших институтов различных направлений наук о Земле и выполнение комплексных геологических, геофизических, акустических, океанологических, экологических и других исследований.

В программе конференций были экскурсии в город Петропавловск-Камчатский, на его исторические набережные, где проходили военные события с целью завоевать город. Побывали на набережной с памятником святым апостолам Петру и Павлу, посмотрели другие городские и морские достопримечательности.

Памятник святым апостолам Петру и Павлу

А.И. ОБЖИРОВ у надписи на памятнике святым апостолам Петру и Павлу

Конечно, посетили гидротермальные источники, бассейны и наблюдательные станции Камчатки.

Один из бассейнов с минеральной горячей водой из природных гидротерм района с. Паратунка

Особое место занимает экскурсия на вулкан Мутновский. Группа участников под руководством директора КФ ФИЦ ЕГС РАН кандидата физико-математических наук Д.В. Чеброва утром 4 октября на спецавтобусе с хорошей проходимостью отправилась в сторону вулкана Мутновского. Абсолютная отметка вулкана составляет 2232 м.

Панорама обломков базальта и вершин вулкана в процессе пути к вершине вулкана Мутновский

Спецавтобус ехал без дороги, по обломкам и глыбам базальтов и андезитов к подножью молодых извержений вулкана, и дальше надо было идти пешком. Нас вели опытные вулканологи и, кроме Данилы Чеброва и других вулканологов, мне запомнилась небольшого роста девушка Мария Некрасова. Она шла впереди легко и весело. Я, геолог, моя профессия – идти и искать, но через какое-то время я почувствовал, что подниматься тяжело. И было не только тяжело, было опасно. По нашему пути к вершине вулкана лежал снег, и снежный наст был скользкий. Когда мы шли вдоль достаточно крутого склона, а внизу располагался овраг с глыбами базальтовой лавы и горячим потоком из фумарол вулкана, то было опасно соскользнуть в овраг. Поэтому надо крепко держаться на ногах и ставить ногу твёрдо в снег. Так мы и шли друг за другом вверх к вершине вулкана. На пути встретили на одной вершинке крест, место, где погиб вулканолог, попав в кипящую воронку. 

Крест на месте погибшего вулканолога. Камчатка, 4 октября, 2017 год

Я шёл за Машей и думал: когда же, наконец, она остановится? Но вот и вершина, кипящие фумаролы, пар и сернистые отложения. Надо отметить, что внизу погода была хорошая, а вверху пошёл снег и усилился ветер, поэтому снимки получились беловатые. 

Фумарольная деятельность на вершине вулкана Мутновский. Камчатка, 4 октября, 2017 год

При возвращении домой наши организаторы приготовили плов, напоили чаем, и мы благополучно вернулись в Петропавловск-Камчатский.

Обед после восхождения на вулкан Мутновский. В центре – девушка Мария НЕКРАСОВА

Я был в восторге от этого похода на вулкан. Во время завершения конференции и дискуссии я отметил, что теперь Камчатку я изучал не только головой, но и ногами. Когда идёшь по местам этих удивительных природных проявлений, то чувствуешь, с одной стороны, как Земля образовывалась, и сколько ещё неизведанного, – с другой, стало понятнее, насколько работа вулканологов опасна и трудна. Теперь геологи и вулканологи – одна семья!

Ещё нам показали Музей минералогии и вулканологии в Институте вулканологии и сейсмологии. Представлены отличные образцы минералов и вулканических пород. Очень подробно и с интересом рассказывал появления различных экспонатов вулканических пород и минералов заведующий Музеем, кандидат геолого-минералогических наук С.А. Хубуная. Он рассказал об особенностях извержений различных камчатских вулканов, картины которых были расположены на стенах Музея. Особенно меня удивило, что в вулканической породе были обнаружены мелкие алмазы, о которых рассказал С.А. Хубуная. При этом он отметил, что пока непонятен источник углерода, из которого, возможно, образовались алмазы. Я предложил идею, что алмазы образовались из углерода метана. Об этом явлении говорил академик А.И. Кравцов из института МГРИ, Москва. Он считал, что алмазы в алмазных трубках Якутии образовались из углерода метана при высоком давлении и температуре, и отмечал, что поисковым признаком наличия алмазов в трубках является присутствие в подпочвенных газах водорода. То есть, если алмазы образовались в алмазной трубке из метана, значит, углерод метана пошёл на образование алмазов и накапливается выделившийся из метана водород. Если находится метан, то алмазы ещё не образовались. Ещё руководитель Музея загадал нам загадку, показав на чёрного цвета образец с разорванными и с острыми гранями боковых выступов. Никто не угадал, а это оказался большого размера образец серы (около 50 см в диаметре), который достали в гидротермах Камчатки. После кристаллизации кусок серы приобрел экзотическую форму, с острыми, рваными краями.

В Музее минералогии и вулканологии в Институте вулканологии и сейсмологии. Слева – заведующий Музеем кандидат геолого-минералогических наук 
С.А. ХУБУНАЯ, внизу на подставке лежит образец серы чёрного цвета

В период моего пребывания на Камчатке было ещё важное событие, благодаря которому я стал участником многих интересных мероприятий. Это была защита трёх кандидатских диссертаций в институте ИКИР по специальности 25.00.10 «геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых». В наш институт, ТОИ ДВО РАН, обратились с письмом из Института вулканологии и сейсмологии принять работу, и в качестве ведущей организации, после обсуждения, написать официальный отзыв на диссертацию Е.О. Макарова «Отклик в динамике подпочвенного радона на подготовку сильных землетрясений Камчатки и северо-западной окраины Тихого океана». Эту работу институт ТОИ принял, наша лаборатория газогеохимии рассмотрела её на семинаре и одобрила, написав положительный отзыв с благодарностью руководителю диссертанта П.П. Фирстову и пожеланием успехов автору диссертации. В диссертации были описаны природно-экспериментальные наблюдения за изменением физических полей, радона и водорода до эпизодов землетрясений, в период и после этих событий. Схожие исследования выполняет лаборатория газогеохимии ТОИ ДВО РАН. Мы используем природные газы как индикаторы для поиска залежей углеводородов, газогидратов, картирование зон разломов, оценка их сейсмической активности, возможности прогноза землетрясений и решения других задач. Поэтому нашей лабораторией был дан квалифицированный отзыв, я это доложил на Спецсовете при защите диссертации. Совет единогласно проголосовал «за» и поздравил диссертанта с присуждением ему искомой степени кандидата наук. После защиты диссертации мы ещё раз обсудили возможность сотрудничества учёных Камчатки и Приморья с организацией станций наблюдения геофизических, гидрологических, газогеохимических характеристик на научных станциях институтов и геофизических служб Камчатки и научных базах ТОИ в Приморье.

В заключение хочу поблагодарить научных сотрудников ИКИР и ИВиС, их руководителей, директоров – доктора физико-математических наук Б.М. Шевцова, академика Е.И. Гордеева, оргкомитеты и всех сотрудников институтов за отличную организацию встреч, дискуссий, экскурсий и доброжелательность общения. Я благодарен Данилу Чеброву, директору Камчатского филиала Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН» за организацию нашего восхождения на Мутновский вулкан. Большое спасибо заведующему минералогического Музея С.А. Хубуная за показ интересных образцов пород и отличный рассказ об истории вулканов Камчатки!

Анатолий ОБЖИРОВ, 

доктор геолого-минералогических наук, 

профессор 

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН