Статья: Советская вулканология

На основании изучения многочисленных извержений Ключевского вулкана через вершинный и побочные кратеры определены закономерности формирования лавовых потоков, шлаковых конусов, определены температуры базальта (1125о), вязкость, скорость движения, условия кристаллизации лавы, условия формирования пирокластики, механизм эоловой дифференциации рыхлого вулканического материала, перенос металлов летучими и в пленках рыхлых частиц эксплозий, рассеяния и концентрации рудных компонентов (В.И. Влодавец, Б.И. Пийп, А.А. Меняйлов, С.И. Набоко, Г.С. Горшков, Е.К. Мархинин, И.Т. Кирсанов и др.).

Извержения Карымского вулкана позволили открыть субаэральный тип подушечных лав и редкий тип жидкостных потоков дацитовой лавы (Б.В. Иванов).

В результате многолетних исследований дана оценка роли пирокластики вулканов в осадконакоплении рыхлых континентальных толщ на примере Камчатско-Курильской дуги. Определено, что, в среднем всего около 7% пирокластики идет на формирование грубообломочных фаций в районе аппаратов вулканов, 43% на рыхлые континентальные отложения и 50% в акватории Охотского моря и Тихого океана (И.И. Гущенко).

В результате многолетних исследований по вулканической геологии разработаны вопросы влияния типов извержений на формирование вулканогенных формаций и фаций, классификация вулканокластических пород. На основании анализа фаций вулканогенных пород разработана методика картирования вулканических областей с реконструкцией вулканических аппаратов, типов вулканов и извержений, разломов, по которым поднималась магма, полей гидротермально измененных пород, что в общем позволяет делать прогнозы месторождений полезных ископаемых (Е.Ф. Малеев).

Произведено около 1000 анализов вулканических газов и выявлены закономерности поведения летучих в зависимости от состава исходной магмы, характера извержения и времени остывания лавового материала (Л.А.Башарина, ее ученики). Разработана методика определения количества газовых компонентов, участвующих в вулканических взрывах (Е.К. Мархинин). На Камчатско-Курильских вулканах изучено более 60 минералов возгонов и по их химизму определены закономерности переноса металлов в газовой фазе (С.И. Набоко). Многочисленными анализами воздуха, атмосферных осадков в окружности активных вулканов показано, что влияние вулканизма на атмосферу узколокальное, кратковременное и периодическое. Состав атмосферных осадков и воздуха зонален и его нельзя рассматривать для всей территории Камчатки путем интерполяции данных, полученных для отдельных районов (Л.А.Башарина).

Изучение современных гидротермальных растворов проходило в направлении разработки их генетической классификации и гидрохимии (В.В. Иванов и др.), динамики и генезиса (В.В. Аверьев и др.), химической дифференциации (К.П. Флоренский и др.), роли их в гидротермальном изменении пород и минералообразовании (С.И. Набоко, Л.М. Лебедев, Г.А. Карпов и др.), геологических позиций гидротермального процесса (В.И. Белоусов и др.), энергетического эффекта гидротермальных систем и, наконец, практической геотермии.

На основании изучения конкретных месторождений термальных вод Паужетки, Больших Банных, Паратунских, Долины Гейзеров, Семячикских, Узонских на Камчатке определены температуры в недрах гидротермальных систем, превышающих 200о на глубинах первого километра, тепловая мощность в пределах 100 тысяч ккал/сек, плотность тепловых потоков, превышающая в сотни раз показатель для Земли и продолжительность гидротермальных систем в среднем 10000 лет.

На основании изучения гидротермальных систем и проявлений вулканизма В.В. Аверьевым выдвинуто представление, что кислый вулканизм и гидротермальная деятельность являются следствием особой формы вулканизма. Они имеют глубокие корни и агентом такого типа вулканизма является не силикатный расплав-магма, а водный флюид. Внедрение флюида в верхние горизонты земной коры приводит к возникновению очагов расплава и порождает термальную деятельность.

Определены физико-химические параметры конкретных минералообразующих растворов и минералов, в интервале глубин до километра, температур 100-200о и среды от ультракислой до щелочной, экспериментальные параметры контролируют таковые, полученные при изучении естественных минеральных ассоциаций и газово-жидких включений ископаемых минералов (С.И. Набоко, Г.А. Карпов).

Последний период знаменуется расширением геофизических исследований. По сейсмическим данным получены основные критерии глубинного строения и глубинных процессов в области Камчатско-Курильской вулканической дуги. Мощность земной коры под Южными и Средними Курильскими островами колеблется от 15 до 20 км, температура на этих глубинах не превышает 300о и переплавление погруженной коры, по представлениям С.А. Федотова, невозможно. Мощность земной коры под Камчаткой равна 25-30 км. В нижних слоях утолщенных участков земной коры температура приближается к 500о и возможно переплавление коры.

Под Авачинской группой вулканов на Камчатке в нижних слоях коры обнаружена зона с повышенным поглощением поперечных волн. Предполагается, что под Авачинской группой вулканов от кровли магмообразующего слоя с глубины 80-90 км поднимается вертикально вверх зона, обогащенная магматическим веществом. Поперечник этой зоны 25 км. Гигантского жидкого очага магмы на глубинах 20-80 км под вулканами Авачинской группы не обнаруживается (С.А. Федотов, А.И. Фарберов).

При применении различных геофизических методов к изучению глубинного строения Авачинского вулкана (гравиметрическая, аэромагнитная съемка и др.) устанавливается, что Авачинская группа вулканов контролируется глубинным разломом С-З направления и располагается в вулкано-тектонической депрессии. Под Авачинским вулканом намечается малый периферический очаг, кровля которого залегает на глубине до 2 км ниже уровня моря. По данным точных повторных нивелировок для участка над очагом определяются наиболее интенсивные вертикальные колебания. Отсутствие локальных положительных аномалий силы тяжести под вулканами Корякский, Арик и другими указывает на отсутствие под ними близповерхностных магматических очагов (Г.С. Штейнберг, М.И. Зубин, А.А. Таракановский).

Очаги питания вулканов, в основном, лежат за пределами земной коры - в области верхней мантии. Состав мантии под океанами и под континентами несколько различен и это отражается на составе лав вулканов. В глубинах Земли под островными дугами и под океаническими хребтами идут в какой-то мере сходные процессы, но имеющие различные масштабы. Доказывается, что петрохимия вулканических пород отображает процессы, идущие в верхней мантии, и вулканизм рассматривается как индикатор этих процессов, а также как индикатор состава верхней мантии (Г.С. Горшков, 1964).

В результате изучения связи вулканизма с землетрясениями Камчатско-Курильской зоны установлено, что между деятельностью вулканов и землетрясениями, очаги которых лежат под цепью вулканов на глубинах 70-200 км, имеется корреляция во времени.

При гигантском извержении вулкана Шивелуч в 1964 г. также отмечено усиление сейсмической активности в верхней мантии в районе вулкана. Все это подтверждает связь вулканической активности с процессами, происходящими в верхней мантии (П.И. Токарев).

Роль вулканов в выносе вещества из мантии и формировании земной коры детально рассмотрена на примере Курильской островной дуги. Сделаны оценки вероятных масс вулканических продуктов - твердых, жидких и газообразных, извергнутых вулканами в течение 83 миллионов лет прослеживаемой геологической истории островов. С верхнего мела и до настоящего времени объем выброшенных вулканами силикатных продуктов составил несколько миллионов кубических километров (наиболее вероятная цифра 6, 5х106 км3). За это время благодаря накоплению вулканогенного материала кора океанического типа в пределах Курильской островной дуги была преобразована в кору субокеанического, субконтинентального и континентального типов. Средний состав изверженного материала соответствует андезиту и близок к среднему составу континентальной земной коры (Е.К. Мархинин).

Рассматривая Курильскую островную дугу, как аналог древних геосинклинальных структур и проанализировав мировые литературные данные, Е.К. Мархинин сформулировал гипотезу формирования литосферы, гидросферы и атмосферы Земли из продуктов вулканической деятельности.

Таким образом, значение науки вулканологии определяется тем, что вулканизм является показателем процессов, происходящих в глубинах Земли и показателем вещества глубин нашей планеты, тем, что вулканизм определяет состав земной коры, атмосферы и гидросферы. Достижения в области изучения вулканических процессов и их геологических результатов служат основой познания генезиса вулканических формаций и фаций и, связанных с ними, полезных ископаемых во все геологические эпохи Земли. Наконец, изучение земного вулканизма проливает свет на космический вулканизм и, в частности, вулканизм Луны.

Практическое значение вулканологии определяется возможностью использования газогидротерм в энергетике, теплофикации, сельском хозяйстве, химической промышленности, а вулканических продуктов - в строительстве и химической промышленности.

Успехи развития советской вулканологии являются достойным вкладом в достижения наук о Земле.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.kscnet.ru