Xreferat.com » Рефераты по географии » Потенциальная опасность от извержений Авачинского вулкана

Потенциальная опасность от извержений Авачинского вулкана

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Л.И. Базанова, О.А. Брайцева, И.В. Мелекесцев, М.Ю.Пузанков

Реконструирована история эруптивной активности Авачинского вулкана за последние 10 тыс.лет, определены возраст, частота и параметры прошлых извержений, характер и масштабы опасных вулканических явлений. Дана оценка вулканической опасности, связанной с деятельностью Молодого конуса вулкана, начавшего формироваться 3800 лет назад. Характер и параметры его извержений положены в основу составленной карты вулканической опасности для прилегающих территорий.

Определение характера и параметров будущих извержений действующих вулканов и оценка опасных явлений, связанных с этими извержениями - одна из главных задач вулканологических исследований. Особенности таких извержений и определение степени вулканической опасности от них устанавливаются на основе изучения активности вулкана и определения типа, силы и геологического эффекта его извержений. На Камчатке мы располагаем сведениями об исторически документированных извержениях в лучшем случае за последние 200-250 лет (для Авачинского вулкана - с 1737 г.). Поэтому для реконструкции эруптивной истории вулканов за длительный период, включающий несколько тысячелетий, использовались геологический и тефрохронологический методы.

В процессе комплексных вулканологических и тефрохронологических исследований определяется количество прошлых извержений вулкана, проводится картирование его лавовых и пирокластических потоков, лахаров, определяется мощность выпадавших пеплов, ареалы их распространения и главные оси пеплопадов, устанавливается возраст извержений по захороненным в пирокластике органическим остаткам и погребенным почвам. В результате всего комплекса работ воссоздается летопись эруптивной деятельности вулкана и производится реконструкция его прошлых извержений: определяется их характер, параметры и связанные с ними опасные явления.

Потенциальная опасность от извержений Авачинского вулканаgeo.web/db/msg.html?mid=1164977&uri=fig01.htm

Рис. 1

Однако знание простого набора опасных явлений необходимо, но недостаточно для правильной оценки будущей опасности. Важнейшее значение имеет выяснение тенденций в развитии вулкана и определение этапа (стадии), на которой он находится в настоящее время. И лишь в таком случае особо значима оценка характера опасности, которая может быть связана с извержениями вулкана именно на современном этапе его жизни [23].

Оценка опасности от Авачинского вулкана (рис.1 ) наиболее актуальна в связи с тем, что вулкан расположен всего в 24-30 км от городов Петропавловск-Камчатский и Елизово с населением более 250 тыс. человек и международного азропорта Елизово. Еще ближе к вулкану находятся освоенные в разное время территории: сельскохозяйственные и садово-огородные угодья, дачи, горнолыжные базы, дороги, линии электропередач. В 1996 г. по рекомендации ученых Института вулканической геологии и геохимии (ИВГиГ) и Камчатской опытно-методической сейсмологической партии (КОМСП) Авачинскому вулкану был присвоен международный статус "Вулкана десятилетия". Достаточным основанием для такого решения послужили полученные нами данные, позволяющие рассматривать этот вулкан как потенциально опасный для населения [1].

К настоящему времени реконструирована история эруптивной активности Авачинского вулкана за последние 10 тыс. лет [2,9]. В этой истории вулкана выделяется два крупных этапа. Для первого из них (8000-4000 лет назад, в дальнейшем л.н.) были характерны сильные и катастрофические эксплозивные извержения плинианского и субплинианского типов с массовыми выбросами тефры, протяженными (до 15-17 км) пирокластическими потоками и пирокластическими волнами ("палящими тучами"), сопровождавшиеся мощными лахарами. Объем продуктов крупнейших из этих извержений был >1,0 км3 [2]. Среди ювенильного материала эксплозий преобладали андезиты, представленные пемзами и пористыми пемзовидными разновидностями. Характер деятельности вулкана в это время, был сходен с таковым андезитовых вулканов Безымянный и Шивелуч, известных своими катастрофическими извержениями 1955-56 и 1964 гг.

Кардинальные изменения в деятельности Авачинского вулкана произошли около 4000 л.н., когда на поверхность стала поступать лава более основного, андезибазальтового, состава. Именно в это время начал формироваться Молодой конус вулкана (рис.1 ). Его деятельность уже отличалась от той, которая была на предыдущем этапе. Извержения стали более частыми и слабыми, объем продуктов большинства из них, за исключением мощнейших извержений самого начала формирования конуса (см. ниже), не превышал 0,5 км3. Пирокластические потоки этих извержений были менее протяженными, связанные с ними пирокластические волны охватывали небольшие площади; более слабыми и менее площадными стали и пеплопады. Уменьшилась в целом и вулканическая опасность от Авачинского вулкана по сравнению с предшествующим, "андезитовым", этапом. Деятельность Молодого конуса оставалась достаточно однотипной на протяжении большей части его 4000-летней жизни, и у нас нет оснований полагать, что существенные изменения смогут произойти в ближайшие 200-300 лет. Поэтому составленный нами вариант карты вулканической опасности исходил из сценариев извержений, типичных именно для Молодого конуса. Оценка опасности основывалась не на принципе "все, что было в жизни вулкана, то и будет", а на представлении о том, что могут произойти только те события, которые характерны для современной стадии жизни вулкана.

Особенности извержений Молодого конуса Авачинского вулкана и связанные с ними опасные явления

Характер извержений

Особое место в жизни Молодого конуса занимают катастрофические извержения, приуроченные к началу его формирования. Два таких извержения произошли 3800 и 3500 лет назад (здесь и далее приводится календарный возраст, полученный после калибровки радиоуглеродных дат по [24]). С ними были связаны интенсивные пеплопады, формирование пирокластических потоков и пирокластических волн. Пирокластические потоки проходили по долинам сухих рек юго-западного подножия вулкана на расстояние до 14 км, мощность их отложений в настоящее время 10-15 м в 8 км от кратера. Раскаленный материал уничтожал растительность на пути движения потоков и по их периферии. Поэтому в пирокластике часто присутствуют многочисленные остатки обугленной древесины и древесные угли. Воздействие пирокластических волн сказывалось на расстоянии до 20 км от кратера. Тефра составляла главную часть продуктов обоих извержений и объем ее в сумме превысил 4 км3. Вблизи вулкана выпадали бомбы и лапилли с примесью грубого пепла, по мере удаления крупность материала уменьшалась. Оси пеплопадов были направлены на северо-восток и юго-восток. С рассматриваемыми извержениями были связаны наиболее мощные лахары за всю историю Молодого конуса. Лахары, сошедшие по долинам рек Сухая Елизовская и Желтуха, пересекали территорию современного Елизовского аэропорта и доходили до г.Елизово и р.Авача. В левом борту р.Мутная 1-ая (левый приток р.Пиначевская) в 5 км к северо-востоку от аэропорта видимая мощность уже сильно уплотненных отложений грязевого потока составляет сейчас около 2,0 м. Протяженность лахаров была 30-35 км.

Потенциальная опасность от извержений Авачинского вулканаgeo.web/db/msg.html?mid=1164977&uri=fig02.htm

Рис. 2

Катастрофические извержения, имевшие место в начале формирования Молодого конуса, позднее никогда не повторялись в его истории. На протяжении последних 3500 лет для него характерны сильные (0,1-0,5 км3) эксплозивные и эффузивно-эксплозивные извержения, умеренные по силе (0,1-0,01 км3) эффузивно-эксплозивные и эксплозивные извержения и слабые (<0,01 км3), преимущественно эффузивные извержения . Сильные и умеренные извержения проиcходили в среднем 1 раз в 55-60 лет за все время деятельности Молодого конуса. Зафиксированная частота слабых извержений, запечатленных в разрезах прослоями пеплов, была меньше: одно в 70 лет в интервале 3500-2000 л.н. и одно в 80 лет за последние 2000 лет. Однако вряд ли они происходили реже, чем сильные и умеренные, так как часть слабых извержений просто не находила отражения в разрезах (особенно в случаях, когда извержения были эксплозивно-эффузивными и поставляли мало тефры).

Среди сильных примером эксплозивных извержений могут служить извержения 1945 и 1827 гг., а эффузивно-эксплозивных - извержение 1926 г. [13,14]. В качестве примера умеренных по силе эксплозивных и эффузивно-эксплозивных извержений, к которым относится большинство извержений Молодого конуса, можно привести наиболее хорошо изученное историческое извержение 1938 г. [14]. Характерным слабым эксплозивно-эффузивным извержением является извержение 1991 г. [5,6,14] (рис.2 ).

Опасные явления, связанные с извержениями Молодого конуса

Здесь будут рассмотрены явления, ассоциирующиеся с извержениями Молодого конуса, за исключением двух катастрофических извержений начала его формирования, которые, как мы полагаем, вряд ли повторятся в ближайшие сотни лет.

Опасность от лавовых потоков. Лавовые потоки при всех извержениях обычно не выходили за пределы подножия Молодого конуса. Лишь иногда, как во время извержений ~700 и ~1000 л.н., они спускались в истоки рек Сухая Халактырская и Желтуха. Их длина достигала 4-6 км.

Раскаленные лавины характерны почти для каждого извержения Молодого конуса. Они представляют собой потоки рыхлого горячего (600-800oC) песка, глыб шлака и лав размером до 2 м (Б.И.Пийп описывал их как "раскаленные аггломератовые потоки" [19]). Как правило, раскаленные лавины не выходили за пределы конуса, "заливая его огненным покровом"[19]. Только в единичных случаях такие лавины, заполняя узкие эрозионные врезы у подножия конуса, проходили расстояние до 7 км от кратера.

Потенциальная опасность от извержений Авачинского вулкана

Рис. 3

Пирокластические потоки спускались за пределы Молодого конуса в верховья долин сухих рек. Наиболее протяженные потоки были связаны с извержением, имевшим место ~2900 л.н. (рис.3 ). Они полностью заполняли долину р.Желтуха в ее верхнем течении и верховья оврага Широкий. Фронтальные части потоков находились на расстоянии 12 км от кратера. Их отложения видимой мощностью до 15-20 м представлены черным агломератовым туфом с обломками пористых шлакоподобных андезибазальтов и содержат обугленную древесину. Во время извержения 1827 года крупноглыбовый пирокластический поток прошел около 10 км, заполнив долину пади Лавовая (левого истока р.Сухая Халактырская) (рис.4 А) вплоть до ее устья [13]. Мощность отложений потока - 5-10м, они тоже содержат многочисленные остатки обугленной древесины ольхового стланика.

Потенциальная опасность от извержений Авачинского вулканаgeo.web/db/msg.html?mid=1164977&uri=fig04.htm

Рис. 4

Пирокластические волны были связаны с формированием мощных пирокластических потоков в ходе извержения 2900 л.н. Тогда облако горячих газов и пепла пронеслось не только по долине р.Желтуха, но, оторвавшись от пирокластического потока, распространилось и на сопредельной к западу территории в радиусе до 20 км от кратера.

Обвально-взрывные явления. В целом обрушения постройки и явления типа направленных взрывов не были характерны для деятельности Молодого конуса. Катастрофические события такого типа произошли на вулкане лишь около 30 тыс. л.н. [15], но в дальнейшей истории вулкана они нами не зафиксированы. Однако можно полагать, что в малом масштабе подобные явления все же имели место при извержении 1827 г. Это объясняется, по-видимому, тем, что перед извержением кратер вулкана был небольшим, а жерло закупорено застывшей лавой [13]. Неровная поверхность пирокластического потока 1827 года с холмами и продольными грядами, наличие угловатых блоков лавы размером до 5-6 м вблизи подножия конуса указывают, скорее всего, на то, что обрушение части конуса и формирование пирокластического потока происходили практически одновременно.

Потенциальная опасность от извержений Авачинского вулканаgeo.web/db/msg.html?mid=1164977&uri=fig05.htm

Рис. 5

Пеплопады. С выпадением тефры во время сильных извержений связана максимальная площадная опасность. Пример такого рода извержений - мощное эксплозивное извержение 1945 г., когда всего за 7 часов было вынесено около 0,3 км3 тефры [14,20]. Эруптивная туча поднималась на высоту 6-7 км над кратером. Ось пеплопада была ориентирована на юго-восток (рис.5 ). Мощность тефры в осевой зоне составляла 45 см в 25 км от вулкана. Отложения представлены вулканическим песком, гравием и лапилли, но, по свидетельствам очевидцев, здесь падали и бомбы размером с человеческую голову, которые при ударе о землю разбивались. Настоящей экологической катастрофой обернулось извержение 1827 года. Сильный пеплопад, затронувший обширную территорию, уничтожил богатые пастбища, и многочисленные дикие животные покинули пораженные пеплом привычные места обитания [4]. Ось пеплопада прошла в юго-восточном направлении, где на расстоянии 9 км от кратера мощность тефры составляла 20-35 см, а размер обломков шлака достигал 5 см. Южная граница пеплопада проходила по северной окраине современного Петропавловска-Камчатского. Всего за последние 3500 лет насчитывается не менее 26 сильных извержений, среди них не менее 5 извержений типа 1945 года с объемом тефры порядка 0,25-0,5 км3. Сейчас в разрезах на расстоянии 25 км мощность тефры таких извержений 12-35 см (рис.6 ), но в свежем виде она достигала 18-50 см.

Потенциальная опасность от извержений Авачинского вулканаgeo.web/db/msg.html?mid=1164977&uri=fig06.htm

Рис. 6

Сильные пеплопады в окрестностях города отмечались и во время умеренных извержений. В 1779 г. в зону такого пеплопада попали корабли эскадры Кука в Авачинском заливе, в 45 км к югу от кратера Авачинского вулкана [3]. Ширина зоны пеплопада на океанском побережье превышала 40 км, мощность тефры в 30 км от вулкана была 3-5 см, размер бомб на расстоянии 8 км - 8 см, а лапилли в 30 км - 1-2 см. Во время доисторических (ранее 1737 г.) умеренных по силе извержений Молодого конуса мощность выпадавшего пепла в 25-30 км была 1,5-8 см, в погребенном состоянии эта тефра образует сейчас прослои мощностью 1-5 см. Обычно это вулканический песок и вулканический гравий, иногда - с примесью мелких лапилли.

Потенциальная опасность от извержений Авачинского вулканаgeo.web/db/msg.html?mid=1164977&uri=fig07.htm

Рис. 7

Для выделения зон, в прошлом наиболее подверженных воздействию сильных пеплопадов, нами была использована методика, ранее примененная при оценке вулканической опасности для одного из районов Кроноцкого заповедника [21]. Очевидно, что в любой точке территории, подверженной пеплопадам, однажды выпадает максимальное для данного места количество пепла. В разрезах на всей площади подножия вулкана фиксировалась максимальная мощность слоя тефры, которая выпадала здесь за последние 4000 лет за одно извержение, независимо от возраста и положения этого слоя в разрезе. Полученные значения были использованы для построения изолиний максимальной мощности единичного пеплопада (рис.7 ). Их рисунок подчеркивает характерные особенности в распространении пепловых туч. Участки, ограниченные изопахитой 20 см, вытянуты от кратера в юго-западном, северо-восточном и юго-юго-восточном направлениях. В последнем случае такая зона максимальных мощностей тефры шириной 32 км охватывают почти всю территорию этого сектора вплоть до берега океана и прилегающие акватории. На юго-юго-западе изопахита 20 см глубоко вдается в сторону подножия вулкана, очерчивая "мертвую зону", где опасность от сильных пеплопадов в прошлом была наименьшей. Именно в этой зоне находится г.Петропавловск-Камчатский. Та же близкая картина видна и на рис. 8 А, где показаны направления осей пеплопадов при сильных извержениях. При умеренных и слабых извержениях (рис.8Б и 8В) оси пеплопадов также были приурочены преимущественно к восточным румбам. Это хорошо согласуется с розой ветров для г.Петропавловск-Камчатский [7] и позволяет допускать, что за последние 4000 лет характер циркуляции воздушных масс с преобладанием западных ветров сохранился без существенных изменений.

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Похожие рефераты:

Потенциальная опасность от извержений Авачинского вулканаgeo.web/db/msg.html?mid=1164977&uri=fig08.htm