Механика гидротермальных и вулканических систем

 

Лауреат премии ДВО РАН имени выдающихся учёных Дальнего Востока России

Вулканологи в режиме реального времени отслеживают по сейсмическим данным внедрения магмы под активными вулканами

Алексей Владимирович КИРЮХИН. До вершины Авачинского вулкана осталось 10 шагов. Здесь можно немного отдохнуть, поесть и подышать сернистым газом, прежде чем одеть противогаз и отправиться к Западной фумароле. Июль 2023 года

   Алексей Владимирович Кирюхин, доктор геолого-минералогических наук, профессор, главный научный сотрудник Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН родился 22 ноября 1956 года в г. Ленинграде. Окончил Ленинградский горный институт, геологоразведочный факультет по специальности «гидрогеология» в 1979 году, Ленинградский государственный университет, математико-механический факультет по специальности «математика» в 1981-м. С 1979 года работает в Институте вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, с 1996–2004 годы – заместитель директора по науке и заведующий отделом геотермии и геохимии, с 2005 года – в должности главного научного сотрудника. В 1993 году организовал в Институте вулканологии лабораторию тепломассопреноса, руководителем которой работает по настоящее время. В 1984 году защитил диссертацию на соискание учёной степени кандидата геолого-минералогических наук по специальности «гидрогеология» в Ленинградском горном институте, в 1993 году защитил диссертацию на соискание учёной степени доктора геолого-минералогических наук по специальности «гидрогеология» в Институте земной коры СО РАН, г. Иркутск, в 2001 году присвоено учёное звание профессор.

Алексей Владимирович КИРЮХИН

А.В. Кирюхин – лауреат премии ДВО РАН имени выдающихся учёных Дальнего Востока России. В 2010 году ему была присуждена премия имени члена-корреспондента Б.И. Пийпа за серию работ в области вулканологии и сейсмологии «Моделирование и экспериментальные исследования тепломассопереноса в областях современного вулканизма».

В 2024 году А.В. Кирюхину присуждена премия ДВО РАН имени академика Ю.А. Косыгина в области геологии за серию работ «Геотермофлюидомеханика магматических систем вулканов».

Алексей Владимирович КИРЮХИН. В 2020 году вышла «Геотермофлюидомеханика…» и специальный выпуск журнала Geosciences, в котором теория магматического фракинга получила впервые международное признание.

Мы обратились к Алексею Владимировичу с просьбой рассказать немного о цикле работ, ответив на вопросы: какими конкретно задачами геотермофлюидомеханики магматических систем вулканов вы занимаетесь? Как геотермофлюидомеханика может быть использована для описания природных и геотехнологических процессов? В чём преимущества вашего подхода перед другими?

– Геотермофлюидомеханика – это теория транспорта и аккумуляции геофлюидных фаз (вода, газ, магма, нефть) в земной коре. При транспорте геофлюидов происходят землетрясения, извержения вулканов и гейзеров, при аккумуляции – формирование геотермальных и рудных месторождений, залежей нефти и газа. В 2020 году при поддержке РФФИ я опубликовал книгу «Геотермофлюидомеханика гидротермальных, вулканических и углеводородных систем» для её популярного объяснения в режиме образовательной деятельности (СПбГУ (нефтегазовое дело), МГУ (гидрогеология), КамГУ (вулканология и сейсмология), КГТУ (прикладная информатика, природопользование).

– Какой период времени охватывают ваши работы, отмеченные премией? Как в этот период изменялись, формировались цели и задачи цикла работ?

– Формально премией отмечены четыре работы за период 2020-2024 годов:

Кирюхин А.В. Геотермофлюидомеханика гидротермальных, вулканических и углеводородных систем // Санкт-Петербург: Эко-Вектор Ай-Пи, 2020. – 431 c.: ил.

Kiryukhin A.V., Polyakov A.Y., Voronin P.O., Zhuravlev N.B., Usacheva O.O., Solomatin A.V., Kiryukhin P.A. Magma Fracking and Production Reservoirs Beneath and Adjacent to Mutnovsky Volcano Based on Seismic Data and Hydrothermal Activity // Geothermics 105 (2022) 102474.

Kiryukhin A.V., Bergal-Kuvikas O.V., Lemzikov M.V. Magmatic activity of Klyuchevskoy volcano triggering eruptions of Bezymianny volcano based on seismological and petrological data // Journal of Volcanology and Geothermal Research. – 2023. – Vol. 442. – P. 107892.

Кирюхин А.В., Бергаль-Кувикас О.В., Лемзиков М.В., Журавлёв Н.Б. Магматическая система Ключевского вулкана по сейсмическим данным и их геомеханической интерпретации // Записки Горного института. 2023. – Т. 263 – С. 698-714.

Поэтому, пользуясь случаем, хочу выразить признательность соавторам упомянутым выше статей, а также сотрудникам лаборатории тепломассопереноса и ИВиС ДВО РАН, зарубежным коллегам из США и Японии, совместные работы с которыми вошли в «Геотермофлюидомеханику…».

Но по существу эта работа началась в 1979 году, когда я поступил в Институт вулканологии ДВНЦ РАН как молодой специалист-гидрогеолог из Ленинградского горного института. Академик С.А. Федотов писал в то время статью о зависимости расхода магмы от времени при извержении вулкана с известным объёмом магматического очага. У него были трудности с математическим описанием сжимаемости очага, и он попросил меня, как гидрогеолога уточнить эту часть задачи. Это было сделано успешно, статья вышла, и в конце публикации мне была выражена благодарность за содействие.

– Насколько точные прогнозы вулканической деятельности позволяет получать используемый вами подход?

– Для прогноза магматической деятельности под активными вулканами применяется Frac-Digger метод, позволяющий в режиме реального времени отслеживать внедрения магмы под активными вулканами по сейсмическим данным Камчатского филиала Федерального исследовательского центра Единая геофизическая служба РАН. Приведём пример на эту тему из статьи в журнале Geothermics (вошедшую в номинацию на премию академика Ю.А. Косыгина). В 2021 году магматическая активность Мутновского вулкана усилилась, в период с 7 мая по 24 августа 2021 года по сейсмическим данным нами были зафиксированы инжекции магмы на небольшой глубине под кратером Мутновского вулкана, с возможным продолжением в виде гидротермальных взрывов и обвалов на поверхности. 7 июля 2021 года было дано сообщение об этом в общий Совет ИВиС ДВО РАН по прогнозу землетрясений и извержений. Обвал северного борта кратера вулкана Мутновский-3 (около 1 млн м³) произошёл 18.08.2021 в 07:32 по местному времени (по сейсмическим записям КФ ФИЦ ЕГС РАН) и наблюдался через два часа многочисленными группами туристов в виде глыб обломочных пород, заблокировавших вход в Мутновский кратер.

Эта лава вытекла в Исландии во время извержения вулкана Фаградальсфьдль в 2021 году. Все исландцы – вулканологи, вместо погоды смотрят каталоги землетрясений на сайте Метеорологического Оффиса, чтобы узнать, куда движется магма. Октябрь 2021 года

– Алексей Владимирович, вы родились в Ленинграде, отдали Камчатке 45 лет. Какое место в вашем сердце занимает Камчатка?

– Камчатка – это базовый лагерь для изучения вулканических и гидротермальных систем мира и сильнейших землетрясений, трансфера полученных знаний в другие области геологии.

А.В. Кирюхин на пути к вершине Авачинского вулкана (2750 м – на заднем плане), а под ногами лавовая пробка, закупорившая кратер вулкана в 1990 году. В недалёком будущем давление вулканических газов прочистит жерло вулкана вновь. В хорошую погоду можно поразмышлять о том, когда это случится. Август 2016 года

Фото предоставлены Алексеем КИРЮХИНЫМ