6911-1 (654291)
Текст из файла
К истории развития сейсмологических исследований на вулканах Камчатки
В.И.Горельчик
Приведены краткая история развития и основные результаты сейсмологических исследований на вулканах Камчатки в ХХ веке. Рассматриваются вопросы формирования представлений о связи сейсмичности и вулканизма, изучения сейсмической активности, отражающей современную деятельность вулканов, исследования глубинного строения питающих магматических систем и физических свойств среды в районах извержений. При составлении обзора внимание акцентировалось на публикациях, положивших начало исследованиям по перечисленным направлениям, а также на работах, выполненных авторами, являющимися сотрудниками Института вулканической геологии и геохимии.
В статье приведены краткая история развития и основные результаты сейсмологических исследований на вулканах Камчатки в ХХ веке. Особое внимание акцентируется на формировании представлений о связи сейсмичности и вулканизма, на изучении сейсмической активности, отражающей современную магматическую деятельность вулканов, исследовании глубинного строения питающих магматических систем и физических свойств среды в районах извержений. При составлении обзора в первую очередь рассматривались публикации, положившие начало исследованиям по перечисленным направлениям, а также работы, выполненные за последние 10 лет авторами, являющимися сотрудниками Института вулканической геологии и геохимии ДВО РАН.
Краткая история развития сейсмологических наблюдений. Инструментальные сейсмологические наблюдения за сейсмическим режимом активных вулканов начались в 1946 г. на севере Камчатки, со времени открытия в поселке Ключи первой сейсмической станции. К началу 1962 г. в районе Северной группы вулканов работали три постоянные сейсмические станции, которые вошли в создававшуюся в эти годы региональную сеть станций Камчатки. В настоящее время в районе Северной группы вулканов существует сеть из 10 радиотелеметрических станций, с конца 1996 г. ведется цифровая регистрация.
С 1964 г. началась регистрация на сейсмической станции Авача у подножия Авачинского вулкана (Южная Камчатка), расположенного в 30 км от г.Петропавловск-Камчатский. С 1996 г. в районе Авачинско-Корякской группы вулканов работает пять радиотелеметрических станций с цифровой регистрацией.
Сейсмологические наблюдения в районе Карымского вулкана с 1965 г. проводились эпизодически с помощью временных сейсмических станций, в 1970 г. была организована непрерывная регистрация в 3,4 км от вулкана. В настоящее время вместо этой станции работает установленная в 1,7 км от вулкана радиотелеметрическая станция с цифровой регистрацией.
Описание основных этапов развития сейсмометрических наблюдений на Камчатке можно найти в работе [54]. С 1974 г. все инструментальные сейсмологические наблюдения на Камчатке осуществляются Комплексной опытно-методической партией Геофизической службы Российской Академии Наук.
В 1991 г. на Камчатке был организован Институт вулканической геологии и геохимии, в котором работает научно-исследовательская группа вулканической сейсмологии в составе В.А.Широков, В.И.Горельчик, О.С.Чубаровой и А.В.Сторчеуса.
Некоторые результаты работ 1946-1990 гг. Начало научным исследованиям сейсмичности вулканов Камчатки было положено в трудах российских вулканологов В.И.Влодавца, Б.И.Пийпа, Г.С.Горшкова, П.И.Токарева. Особого внимания заслуживают работы Г.С.Горшкова и П.И.Токарева, в которых были изложены и интерпретировались первые данные о сейсмичности вулканов Северной Камчатки и которые на долгое время стали "учебными пособиями" для не одного поколения камчатских вулканологов-сейсмологов. В статьях Г.С. Горшкова дано первое описание вулканического дрожания и различных типов вулканических землетрясений, предлагалось ввести широко распространенный в настоящее время термин "вулкано-тектоническое землетрясение", отмечена определяющая роль глубины очагов в различиях между типами землетрясений, указывалось на возможность прогноза места и силы извержений вулканов по сейсмологическим данным [16-20,75]. С поразительной интуицией, основываясь на весьма ограниченном материале, Г.С.Горшков сделал основополагающие предположения о том, что питающая магматическая система Ключевского вулкана должна протягиваться до низов коры и уходить в верхнюю мантию. Предложенная Г.С.Горшковым методика обнаружения магматических очагов вулканов по затуханию сейсмических волн от землетрясений получила признание во всем мире [20,75].
Первой монографией в российской вулканической сейсмологии явилась опубликованная в 1966 г. книга П.И.Токарева "Извержения и сейсмический режим вулканов Ключевской группы" [28]. Книга посвящена изучению землетрясений, связанных с деятельностью вулканов Безымянный и Ключевской, выявлению закономерностей их связи с извержениями, разработке методики прогноза извержений по сейсмическим данным. В последующих публикациях были подробно рассмотрены сейсмические явления, предварявшие и сопровождавшие катастрофическое извержение вулкана Шивелуч в 1964 г. [21,29,30,79], побочные извержения вулкана Ключевской в 1966 и 1974 гг. В работах [23,45,76]. Были описаны первые результаты сейсмологических исследований вулканов Карымский [42,44,57] и Авачинский [3,43]. Было показано, что сейсмичность ближайшего к г.Петропавловск-Камчатский Авачинского вулкана в спокойный период представлена очень слабыми неглубокими землетрясениями, происходящими в вулканической постройке и вулканогенно-осадочном слое на глубине не более 2-5 км. На основании проведения опытно-методических работ было сделано заключение о том, что для повышения эффективности слежения за сейсмическим режимом вулкана и оценок его состояния целесообразно использование высокочувствительного канала [3]. Была выявлена зависимость сейсмического режима от космических факторов, выражающаяся в существовании суточной, сезонной и одиннадцатилетней цикличности землетрясений, закономерном смещении во времени летних и осенне-зимних максимумов сейсмической активности внутри одиннадцатилетнего цикла солнечной активности [43].
В 60-70ые годы вышла серия работ, содержащих результаты исследований глубинного строения вулканических аппаратов, полученные при использовании накапливающихся данных развивающихся на Камчатке детальных сейсмологических наблюдений. Предложенная Г.С.Горшковым идея была развита С.А.Федотовым и А.И.Фарберовым [47], А.И.Фарберовым и В.И.Горельчик [11,46,66], использовавшими для просвечивания Авачинского вулкана волны от близких землетрясений. По аналогичной методике глубинное строение "корней" вулканов Ключевской группы исследовалось в работах [41,55,56,70]. В этих работах сообщалось об обнаружении в определенных областях участка верхней мантии между земной корой и фокальным слоем зон аномального затухания короткопериодных P и S волн, которые могли быть отождествлены с объемами, частично заполненными расплавом. Существенным оказалось и то, что аномальные зоны совпадали в плане и перекрывались в большом диапазоне глубин с асейсмичными участками, выявленными при детальном исследовании сейсмичности в районе вулканов, то-есть характеризовались пониженной вязкостью вещества [1,67].
Вопросы тектоники и вулканизма и связанной с ними сейсмичности Южной Камчатки и района Ключевской группы вулканов рассматривались в работах [2,22]. Тогда же, в 70ые годы, под руководством В.И.Горельчик было начато создание каталога землетрясений района Северной группы вулканов, в основу которого было положено использование для определения координат очагов не общекамчатского, как ранее, а местного годографа сейсмических волн [8], рассчитанного для шестислойной модели земной коры с учетом данных ГСЗ.
Были получены результаты, подтверждающие, что сейсмичность фокального слоя и вулканизм взаимосвязаны и порождены единым глубинным процессом [31,32,77]. В.А.Широков [60,61] обнаружил, что возникновение групп землетрясений с промежуточной глубиной очага в районе вулканов является характерным и необходимым (но недостаточным) признаком сейсмической подготовки всех крупных (с объемом продуктов более 0,05 км3) извержений Камчатки и Курильских островов.
Проблемы прогноза вулканических извержений обсуждались в работах [34,40,78]. П.И.Токарев первым начал создавать на Камчатке оперативную службу прогноза извержений. Непрерывное слежение за сейсмическим режимом вулканов и оперативный анализ данных, положенные в основу сейсмологического метода прогноза, позволили П.И.Токареву предвидеть извержения вулкана Безымянный в октябре 1959, в апреле 1960 и марте 1961 гг., гигантское извержение вулкана Шивелуч в ноябре 1964 г., предсказать место и время начала извержения новых Толбачинских вулканов в июле 1975 г. [33]. Позднее, в 1983 г., было успешно предсказано побочное извержение Ключевского вулкана (прорыв Предсказанный) [36]. С целью решения проблемы прогноза места, времени, энергии и опасности больших взрывов андезитовых вулканов П.И.Токаревым был выполнен сравнительный анализ явлений, связанных с пароксизмальными взрывами вулканов Шивелуч, Безымянный и Сент-Хеленс [37]. Обобщению сейсмических характеристик побочных извержений Ключевского вулкана и вопросам их комплексного прогноза посвящены статьи [38,61].
Серьезным этапом в развитии российской вулканической сейсмологии явилось Большое трещинное Толбачинское извержение 1975-1976 гг. (БТТИ), начало и дальнейшее течение которого были успешно спрогнозированы по сейсмологическим данным [33,51]. Результаты детальных исследований пространственно-временных особенностей сейсмичности, механизма и очаговых параметров землетрясений, связанных с извержением [13,48,49,51-53,68], внесли вклад не только в изучение механизма БТТИ, но и способствовали прояснению некоторых вопросов магматического питания всей Ключевской группы вулканов [53].
В 1981 г. вышла из печати книга П.И. Токарева "Вулканические землетрясения Камчатки" [35], содержащая каталог из более чем 40 тыс. землетрясений, зарегистрированных cейсмостанцией "Ключи" на вулканах Шивелуч (1958-1970 гг.), Ключевской (1955-1970 гг.) и Безымянный (1955-1970 гг.).
Возросшая детальность сейсмологических наблюдений в районе Ключевской группы вулканов позволила провести исследование сейсмической активности вулкана Безымянный на новом этапе развития внутрикратерного экструзивного купола. Этап начался с 1977 г. и характеризовался переходом от экструзивно-эксплозивных извержений к эксплозивно-эффузивным [59].
Результаты детального исследования пространственно-временных и динамических характеристик землетрясений, связанных с побочными извержениями Ключевского вулкана в 1974 и 1983 гг., исследовались в работах [4-6,23,71,76]. Обобщенные результаты изучения сейсмичности района Ключевской группы вулканов за 1971-1983 гг. приведены в работе [14]. Показана зависимость особенностей пространственно-временных соотношений вулканической и сейсмической активности от глубинного строения зон питания вулканов с различным химическим составом продуктов извержений. Итоги двадцатилетних наблюдений (1965 - 1985 гг.) за сейсмическим режимом Карымского вулкана были подведены в статье [39].
На примере района Ключевской группы вулканов О.С.Чубаровой было начато изучение сейсмического процесса с позиций дискретной иерархической модели геофизической среды [24,65]. Было доказано, что временная структура сейсмического процесса является многоуровневой, самоподобной, характеризующейся фрактальной размерностью D = 0,56-0,62 для локальных зон и D = 0,67-0,70 для района в целом.
В обзорных статьях [12,73] были суммированы основные характеристики сейсмичности районов активных вулканов и вулканических землетрясений: локальный и преимущественно роевый характер возникновения землетрясений; малая величина предельной магнитуды (до 5,5-6); повторение групп и роев землетрясений в одних и тех же сейсмоактивных зонах; большое количество поверхностных и относительно слабых событий и, как следствие, повышенные значения коэффициента 
(или b) в распределении числа землетрясений по энергии; наличие более длиннопериодного излучения очагов вулканических землетрясений по сравнению с тектоническими землетрясениями такой же силы. Отмечалось сходство в поведении коэффициента землетрясений и параметра плотности сейсмогенных разрывов в процессах подготовки и развития извержений и перед сильными землетрясениями, а также на сдвиговый характер подвижек в очагах вулканических1 и тектонических землетрясений, что являлось подтверждением предположения об аналогии процессов разрушения на разных масштабных уровнях, управляемых единым физическим механизмом.
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
