Ученые не исключают мощного извержения вулкана Шивелуч на Камчатке

Обеспечение своевременного и достоверного предсказания извержений вулканов. Изучение взаимосвязи активности Камчатских вулканов с сейсмическими событиями. Принципы оценки состояния вулканов и прогноз их активности по данным сейсмологических наблюдений.

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по рыболовству

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Камчатский государственный технический университет»

Кафедра «Защита окружающей среды и водопользование»

Защита населения в ЧС

Мониторинг и прогнозирование извержения вулкана. Оповещение населения.

Выполнила студентка группы 11ТБб Склярова Н.И.

Проверил: старший преподаватель каф. ЗОС Власова И.М.

Ежегодно на земном шаре происходит 20-30 вулканических извержений (в отдельные годы это количество увеличивается до 40-45).

Бедствия от деятельности вулканов связаны с потоками расплавленной лавы, температура которой достигает 1000-1100oC, палящими тучами, пепловыми и грязевыми потоками, выбросами пирокластических материалов. Кроме того, с извержениями часто связаны землетрясения, оползни, цунами.

Поэтому проблема обеспечения своевременного и достоверного предсказания извержений вулканов весьма актуальна.

Современные способы прогнозирования извержений вулканов (геологические, геодезические, геофизические, геохимические и т. д.) ориентированы главным образом на определение конкретных признаков и предвестников извержений, характерных для отдельных действующих вулканов, типов и групп вулканов, и состоят в том, что осуществляют контроль по меньшей мере одного физического параметра, связанного с вулканической деятельностью, в окрестностях возможного извержения вулкана, сравнивают текущее значение параметра с его критическим значением, после которого извержение вулкана наиболее вероятно, и по величине отклонения текущего значения от критического судят о степени вероятности извержения вулкана.

По существу все известные в настоящее время способы прогнозирования извержений построены на основе достаточно ограниченного регионального мониторинга, который проводится в активном режиме практически постоянно. Эти способы позволяют получить конкретный результат в отношении места извержения, однако, достаточной определенности относительно предсказания времени извержения известными способами получить, как правило, не удается. Кроме того, необходимость постоянного проведения мониторинга приводит к значительным материальным затратам.

В основу изобретения поставлена задача создать способ прогнозирования извержений вулканов, который позволял бы предсказывать заблаговременно и с достаточной точностью время извержения и при этом не требовал беспрерывно осуществлять мониторинг в течение всего периода наблюдения.

Поставленная задача решается тем, что в способе прогнозирования извержений вулканов, состоящем в том, что осуществляют контроль по меньшей мере одного физического параметра, связанного с вулканической деятельностью в окрестностях возможного извержения вулкана, сравнивают текущее значение параметра с его критическим значением, после которого извержение вулкана наиболее вероятно и по величине отклонения текущего значения от критического судят о степени вероятности извержения вулкана, согласно изобретению контроль параметров осуществляют на протяжении промежутков времени, календарный срок и длительность которых определяют по астрономическим показателям, отражающим величину гравитационной составляющей вулканической деятельности.

На Камчатке находятся наиболее активные вулканы нашей планеты. Ежегодно здесь наблюдаются эксплозивные извержения 3-5 вулканов. Камчатский филиал Геофизической службы (КФ ГС) РАН проводит мониторинг активности вулканов Камчатки в режиме, близком к реальному времени, с 2000 г.

Исследования ведутся по трем направлениям:

· сейсмологический мониторинг;

· визуальные и видеонаблюдения;

· спутниковый мониторинг.

В настоящее время ежедневно проводимая КФ ГС РАН работа по сбору, обработке и представлению информации об активности вулканов позволяет своевременно и обоснованно оценивать их состояние и делать выводы о возможном развитии вулканической активности. Срочная информация о вулканической опасности передается по электронной почте или по телефонам в ГУ МЧС Камчатского края, а также в рамках международного проекта KVERT в Аляскинскую Вулканологическую Обсерваторию (АВО) и в Институт вулканологии и сейсмологии (ИВиС) ДВО РАН в группу KVERT (Камчатская Группа Реагирования на Вулканические Извержения). Из всех перечисленных выше направлений сейсмологический мониторинг является ведущим методом, потому что обеспечивает непрерывный круглосуточный контроль в режиме реального времени. Видео и визуальные наблюдения в условиях Камчатки часто невозможны из-за плохой погоды или темноты, что составляет по нашим оценкам до 75% от общего времени. Более половины активных вулканов расположены вдали от населенных пунктов, и постоянные визуальные наблюдения для них отсутствуют. Спутниковые данные позволяют контролировать большие территории, и не зависят от времени суток. Однако они сильно зависят от погодных условий, носят дискретный характер и доступны только с некоторой задержкой (минимум -30 мин, в среднем — 2 ч). Дискретный характер не дает возможности определить точно время начала извержения.

1) Детальность системы наблюдений. В настоящее время исторически сложившаяся радиотелеметрическая сеть КФ ГС РАН позволяет проводить сейсмический мониторинг вулканов Камчатки с разной степенью детальности. Наиболее детальные наблюдения проводятся на Авачинской и Северной группах вулканов, а также на вулканах Кизимен, Горелый и Мутновский. На вулканах Карымский, Алаид (о. Атласова) и Эбеко (о. Парамушир) установлено только по одной станции, что позволяет фиксировать слабые локальные землетрясения, но не позволяет определять их пространственное положение. На остальных вулканах возможна регистрация только сильных сейсмических событий по удаленным станциям.

2) Обеспеченность системы наблюдений современными средствами связи и обработки. В 1996-1998 гг. был произведен качественный скачок в обработке сейсмической информации. В эти годы был осуществлен перевод сейсмической информации в цифровой формат и переход на обработку сейсмограмм с экрана компьютера. Также было завершено объединение всех телеметрических сейсмических данных в рамках единой корпоративной сети, что позволило иметь доступ к сейсмической информации в реальном режиме времени.

3) Обеспеченность квалифицированным персоналом, имеющим необходимый опыт. Результаты сейсмического мониторинга публикуются в различных информационных ресурсах. Ежедневно информация о вулканических землетрясениях и о состоянии вулканов передается по установленному регламенту в заинтересованные организации и размещается на сервере КФ ГС РАН в Интернете.

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ВУЛКАНОВ И ПРОГНОЗ ИХ АКТИВНОСТИ ПО ДАННЫМ СЕЙСМОЛОГИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ

вулкан сейсмологический извержение предсказание

При регистрации сейсмических сигналов на действующих вулканах по числу землетрясений и их распределению в пространстве и времени, по выделившейся энергии, а также по спектральному составу сигналов и другим параметрам, идентифицируются два уровня сейсмической активности:

· фоновая (или нормальная);

· выше фона (или повышенная).

Понятие “фоновая” — индивидуальное для каждого вулкана, оценивается по опыту регистрации. Уровень “фоновой” активности характеризуется отсутствием проявлений вулканической активности, представляющей реальную опасность (пепловые выбросы, лавовые потоки, лавины из раскаленного материала). Если на вулкане фиксируется повышенная сейсмичность, то это означает, что вулкан неспокоен и представляет опасность. Именно на этом основана система предупреждения о повышении вулканической опасности, без детализации каких-либо параметров. Система предупреждения реализована с помощью четырехцветной шкалы кодов опасности. Впервые такая шкала была использована Аляскинской вулканологической обсерваторией для обозначения степени опасности вулканов для авиации. Существенным дополнением к этой шкале стало выставление цветового кода по зарегистрированной в данные сутки сейсмической активности. Для этого каждому цветовому коду для отдельно взятого вулкана было сопоставлено фиксированное количество, энергия и тип сейсмических событий. Таким образом была создана возможность в режиме реального времени быстро оценивать состояние вулканов и представлять зарегистрированные результаты в Интернете в простом и удобном формате. Постепенный сбор, накопление и исследование зарегистрированных данных для разных состояний вулканов позволило создать предпосылки для составления прогнозов извержений.

Первый официальный прогноз был передан в КФ РЭС в январе 2005 г. К 2011 г. накоплен достаточный опыт для уверенной оценки состояния и прогноза активности для вулканов Безымянный и Ключевской. Это позволило сделать 8 успешных краткосрочных прогнозов из 10 эксплозивных извержений вулкана Безымянный и 3 успешных среднесрочных прогноза развития активности вулкана Ключевской, произошедших в 2004-2010 гг. В 2000-2015 гг. для 9 вулканов Камчатки из 10 (для которых возможен детальный сейсмологический мониторинг) были зафиксированы проявления различной степени вулканической активности.

Памятка по действиям населения при извержении вулканов и пепловых выбросах

КАК ПОДГОТОВИТЬСЯ К ИЗВЕРЖЕНИЮ ВУЛКАНА

Следите за предупреждениями о возможном извержении вулкана. Вы спасете себе жизнь, если своевременно покинете опасную территорию. При получении предупреждения о выпадении пепла закройте все окна, двери и дымовые заслонки. Поставьте автомобили в гаражи. Поместите животных в закрытые помещения. Запаситесь источниками освещения и тепла с автономным питанием, водой, продуктами питания на 3-5 суток.

При нахождении в районе вулкана соблюдайте меры собственной безопасности: в непосредственной близости от вулкана может наблюдаться превышение предельно допустимой концентрации газа при парогазовых выбросах. При приближении к вулкану есть вероятность попасть в пеплопад, что может привести к аллергическим реакциям, попаданию пепла в механизмы автомобилей и их выходу из строя.

КАК ДЕЙСТВОВАТЬ ВО ВРЕМЯ ИЗВЕРЖЕНИЯ ВУЛКАНА

Защитите тело и голову от камней и пепла. Извержение вулканов может сопровождаться бурным паводком, селевыми потоками, затоплениями, поэтому избегайте берегов рек и долин вблизи вулканов, старайтесь держаться возвышенных мест, чтобы не попасть в зону затопления или селевого потока.

Правила поведения при пеплопаде:

· при вдыхании пепла и попадании его в легкие возможны аллергические реакции, поэтому при пеплопаде необходимо закрыть двери и окна, постараться без необходимости не выходить на улицу;

· если пепел будет проникать в жилище, члены семьи должны надеть респираторы или марлевые повязки либо дышать через полотенце;

· укрыть компьютер, стереосистему и другое оборудование пластиковой пленкой или плотной тканью и не использовать в течение пеплопада;

· если вы работали во время пеплопада на улице, не вносите одежду в дом.

КАК ДЕЙСТВОВАТЬ ПОСЛЕ ИЗВЕРЖЕНИЯ ВУЛКАНА

Закройте марлевой повязкой рот и нос, чтобы исключить вдыхание пепла. Наденьте защитные очки и одежду, чтобы исключить ожоги. Не пытайтесь ехать на автомобиле после выпадения пепла — это приведет к выходу его из строя.

После пеплопада необходимо:

· надеть респиратор и очки перед уборкой дома от пепла;

· очистить крышу, водосточные желоба и другие места дома, где мог накопиться пепел, чтобы исключить их перегрузку и разрушение;

· обновить запас необходимого, который должен быть у вас на случай пеплопада.

Рекомендуется воздерживаться от походов к подножью извергающихся вулканов, это может угрожать вашей жизни, поскольку в непосредственной близости от вулкана может наблюдаться превышение предельно допустимой концентрации газа при парогазовых выбросах.

Созданная в КФ ГС РАН система мониторинга состояния вулканов Камчатки показала свою высокую эффективность в 2000-2010 гг. В настоящее время ежедневно проводимая КФ ГС РАН работа по сбору, обработке и представлению информации об активности вулканов позволяет своевременно и обоснованно оценивать их состояние и делать выводы о вулканической опасности. Срочная информация о вулканической опасности передается по электронной почте или телефонам в ГУ МЧС Камчатского края, а также в рамках международного проекта KVERT. К 2015 г. накоплен достаточный опыт не только для уверенной оценки состояния, но и для прогноза активности вулканов.

Также в конце 2010 г. был сделан один успешный прогноз эксплозивного извержения вулкана Кизимен при отсутствии опыта регистрации извержений этого вулкана по сейсмическим данным, благодаря накопленному опыту по слежению за Камчатскими вулканами и использованию литературных данных о подобных вулканах мира. Среди возможных основных направлений развития и улучшения системы мониторинга вулканов можно отметить следующие:

— продолжение расширения сети телеметрических сейсмических станций на активных вулканах Камчатки, с внедрением цифровых широко-полосных сейсмометрических каналов;

— развитие методов контроля вулканической активности;

— создание баз данных комплексных наблюдений по извержениям вулканов с привлечением спутниковой и видео-информации;

— создание экспертных информационно-аналитических систем для оценки состояния и прогноза развития вулканической активности.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Гарбузова В.Т., Соболевская О.В. Сейсмичность в районе вулкана Кизимен 1996-2007 гг. // Труды региональной научно-технической конференции “Геофизический мониторинг и проблемы сейсмической безопасности Дальнего Востока России”. T. 1. Петропавловск-Камчатский: ГС РАН, 2008. С. 64-68.

2. Гордеев Е.И., Гусев А.А., Левина В.И. и др. Коровая сейсмичность Камчатки // Комплексные сейсмологические и геофизические исследования Камчатки. Петропавловск-Камчатский: КОМСП ГС РАН, 2004б. С. 62-74.

3. Гордеев Е.И., Чебров В.Н., Дрознин Д.В. и др. Сбор, обработка и хранение сейсмологической информации // Комплексные сейсмологические и геофизические наблюдения на Камчатке. ПетропавловскКамчатский: КОМСП ГС РАН, 2004а. С. 43-61.

4. Гордеев Е.И., Чебров В.Н., Левина В.И. и др. Система сейсмологических наблюдений на Камчатке // Вулканология и сейсмология. 2006. № 3. С. 6-27.

5. Горшков Г.С. О связи сейсмических и вулканических явлений при извержении вулкана Безымянный (1956- 1957) // Бюл. вулканол. станций. 1961. № 31. С. 32-37. Действующие вулканы Камчатки // Под. ред. Федотова С.А., Масуренкова Ю.П. М.: Наука, 1991. Т. 1. 302 с.; Т. 2. 415 с.

6. Иванов В.В. Прогнозы крупных извержений вулканов на Камчатке и их оправдываемость // Вестник ДВО РАН. 2003. № 5. С. 97-108.

Размещено на Allbest.ru

Есть несколько факторов вулканических рисков, по-разному воздействующих на человека.

Лава

Когда говорят о вулканических извержениях, первое, что приходит в головы большинства людей, – потоки лавы, которые эффектно показаны в голливудских фильмах-катастрофах. В реальности в некоторых случаях вытекающая лава может действительно принести большой ущерб, как это было, например, на острове Ла Пальма осенью 2021 года, когда массивные лавовые реки привели к значительным разрушениям. Однако такого рода извержения, называемые эффузивными, редко приводят к человеческим жертвам, за исключением отдельных несчастных случаев среди туристов, которые игнорируют элементарные меры безопасности. На Камчатке есть вулкан Толбачик, который эпизодически извергает колоссальные объёмы лавы, однако он расположен достаточно далеко от населённых пунктов. Поэтому в случае извержения этого и других вулканов на Камчатке лавовые потоки не создают практически никаких реальных рисков для человека.

Тучи раскалённого газа и камней

Более страшны пирокластические потоки. Они представляют собой тучи раскалённого газа и камней, которые образуются вследствие взрывного извержения и распространяются со скоростью сотен километров в час, не оставляя никаких шансов выжить тем, кто оказался на их пути. Наиболее сильные пиропотоки могут покрыть расстояния в несколько десятков километров и поэтому являются основным фактором вулканического риска в таких густонаселённых территориях, как Индонезия, где приходится проводить эвакуацию сотен тысяч людей из опасных зон вокруг вулкана. На Камчатке в этом смысле наиболее опасным является вулкан Авачинский, который потенциально способен производить мощные взрывные извержения и расположен на расстоянии всего около 30 км от городов Петропавловск-Камчатский и Елизово. Вместе с тем особенности рельефа создают естественные преграды, которые способны помешать пирокластическим потокам добраться до населённых территорий. Другие взрывоопасные вулканы Камчатки расположены ещё дальше от населённых пунктов, поэтому такой фактор не создаёт реальной опасности людям.

Грязевые потоки

Гораздо более актуальными в смысле вулканической опасности для Камчатки могут оказаться лахары – грязевые потоки, которые возникают из-за быстрого таяния снега на вулкане во время извержения. В качестве примера можно привести катастрофический лахар, который возник 13 ноября 1985 года на вулкане Невадо дель Руис в Колумбии из-за серии взрывов и связанных с ними пирокластических потоков, растопивших значительный объём снега на его склонах. К сожалению, власти окрестных городов проигнорировали предупреждения вулканологов, что привело к трагическим последствиям. Мощные потоки из воды, льда, пемзы и обломков скал распространялись по идущим с вулкана долинам со скоростью около 60 километров в час. Один из таких потоков, преодолев более 80 км, накрыл город Армеро, в котором погибли более 23 тысяч человек. Это событие стало одной из крупнейших мировых вулканических катастроф ХХ века.

Для населённых пунктов вокруг вулкана Авачинский такого рода лахары вполне возможны. Теоретически они способны достичь территории садовых участков, а в исключительных случаях даже города Елизово и расположенного там аэропорта. Чтобы предотвратить жертвы, нужно  проводить детальный многофакторный мониторинг вулканической деятельности. Он позволит спрогнозировать момент начала активной фазы извержения. Если мы будем знать состояние снежного покрова на вулкане, то сможем оценить риски возникновения лахаров из-за прохождения пирокластических потоков, что, в свою очередь, позволит организовать эвакуацию людей из опасных территорий. Следует отметить, что силами Камчатского филиала Единой геофизической службы РАН (КФ ФИЦ ЕГС РАН) создана эффективная система мониторинга на этом и некоторых других вулканах Камчатки. Она в режиме реального времени способна выявить признаки надвигающейся катастрофы.

Пепел

Значительные риски для авиасообщения несут выбросы пепла по ходу извержения. Вулканический пепел состоит из прочных микроскопических частичек с острыми гранями, которые при попадании в реактивный двигатель даже в малой концентрации способны быстро его разрушить. Можно вспомнить случай с Боингом 747, следовавшим 15 декабря 1989 года из Амстердама в Токио, который попал в облако пепла, образовавшегося по ходу извержения вулкана Редаут на Аляске. Из-за выхода из строя всех двигателей судно потеряло более 4000 метров высоты и лишь после повторного запуска одного из двигателей смогло приземлиться в аэропорту Анкориджа. Полная замена двигателей после этого случая потребовала около 80 млн долларов. Представители геофизической службы Аляски отметили тогда, что весь их бюджет в то время составлял менее одной десятой этой суммы и его было недостаточно для обеспечения должного мониторинга опасных вулканов. После такого случая финансирование службы увеличилось многократно, и они создали систему, гарантирующую своевременное обнаружение вулканической активности и оповещение диспетчерских авиационных служб. Поэтому повторение инцидента 1989 года в районах Аляски и Алеутских островов маловероятно.

Вызовы для Камчатки

Как уже отмечалось, КФ ФИЦ ЕГС РАН проводит эффективные непрерывные наблюдения за отдельными вулканами. Однако из-за недофинансирования без должного наблюдения остаются многие вулканы Камчатки и Курильских островов, некоторые из них имеют серьёзный взрывной потенциал. В связи с этим время от времени случаются извержения, которые оказываются неожиданными для специалистов. Так, сюрпризами последних лет стали извержения Жупановского вулкана в 2013–2014 годах и Камбального вулкана в 2017 году. Эти извержения могли стать причиной авиакатастроф. К счастью, Камчатская группа реагирования на вулканические извержения (KVERT), работающая в Институте вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, смогла вовремя обнаружить на спутниковых снимках шлейфы пепла от этих извержений и предупредить авиационные службы. Однако при неблагоприятном стечении обстоятельств, например в случае густой облачности, есть высокий риск пропустить такие извержения. Именно этот фактор представляется наиболее серьёзным для Камчатского региона, он может повлечь серьёзные человеческие жертвы. Чтобы своевременно прогнозировать извержения и определять моменты пепловых выбросов, необходимо установить наземные телеметрические системы мониторинга на все потенциально опасные вулканы Камчатки и Курильских островов. Как показывает мировой опыт, стоимость такого рода мер несопоставимо меньше по сравнению с тем ущербом, который может возникнуть при их отсутствии.

Человек пока не имеет возможности влиять на ход вулканической активности. Но благодаря установленным на вулкане приборам современная наука способна увидеть признаки надвигающейся катастрофы. Точный прогноз времени и характера извержения позволяет сохранить жизни людей и минимизировать ущерб для инфраструктуры.

Иллюстрация: Елена Рюмина

Научная информационная система VolSatView, разработанная учеными Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, Института космических исследований РАН, Вычислительного центра ДВО РАН и Дальневосточного центра НИЦ «Планета», позволяет комплексно работать со спутниковыми данными, метео- и инструментальной информацией сетей наблюдений, проводить совместный анализ данных для непрерывного мониторинга и исследования активности вулканов Курило-Камчатского региона.

Эксплозивное извержение вулкана Безымянный 28.05.2022 г. с подъемом пепловой тучи до 10 км над уровнем моря. Фото Ю.В. Демянчука

Сегодня ученые насчитывают на Земле более 1,5 тысячи потенциально активных вулканов, и каждый год порядка 50 из них извергаются. Большинство извержений умеренной силы происходят в незаселенных местах, поэтому не представляют опасности, однако их изучение помогает разработать модели вулканической опасности и методы прогнозирования возможных катастрофических событий.

На сегодняшний день самый распространенный метод исследования действующих вулканов — мониторинг. Существует множество его видов: видео-визуальный, геофизический (сейсмический, гравиметрический, акустический), геодезический (с применением наклономеров и GPS-приемников), газовый, гидрологический. Однако самый эффективный из них — спутниковый мониторинг.

Спутниковые технологии позволяют исследовать вулканы, расположенные в труднодоступных местах, получать информацию с больших территорий, контролировать извержения и оценивать их интенсивность, наблюдать за развитием лавовых потоков, оценивать параметры пепловых выбросов и прогнозировать распространение пепловых облаков. Ежедневный мониторинг вулканов Камчатки и Курильских островов выполняет Камчатская группа реагирования на вулканические извержения (KVERT).

Прорыв в изучении активности вулканов совершили исследователи Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, Института космических исследований РАН, Вычислительного центра ДВО РАН и Дальневосточного центра НИЦ «Планета». При поддержке РНФ, РФФИ и Минобрнауки России, они создали научную информационную систему (ИС) «Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил» (VolSatView), которой в мае 2022 года исполнилось 10 лет.

Эта уникальная российская разработка основана на современных возможностях дистанционного зондирования Земли и компьютерного моделирования. Она позволяет комплексно работать со спутниковыми данными низкого, среднего и высокого разрешения, метео- и инструментальной информацией наземных сетей наблюдений, проводить совместный анализ различных данных для непрерывного мониторинга и исследования активности вулканов Курило-Камчатского региона.

Титульная веб-страница информационной системы VolSatView

Технологическое сопровождение входящих в состав VolSatView многочисленных компьютерных сервисов и подсистем, осуществляется Центром коллективного пользования ИКИ РАН (системы архивации, обработки и анализа различных спутниковых данных) (ЦКП «ИКИ-Мониторинг») и Центром коллективного пользования научным оборудованием «Центр обработки и хранения научных данных ДВО РАН» ВЦ ДВО РАН (ЦКП «Центр Данных ДВО РАН»).

«ИВиС ДВО РАН (KVERT — Камчатская группа реагирования на вулканические извержения) с 2010 г. выполняет функции Вулканологической Обсерватории России по обеспечению информацией о вулканической деятельности на Дальнем Востоке международного аэронавигационного сообщества. На Камчатке и Курильских островах расположено 68 действующих вулканов. Расстояние между северным и южным активными вулканами (Шивелуч и Головнин) составляет 1800 км. KVERT проводит спутниковый мониторинг вулканов Дальнего Востока с 2002 г., но с созданием ИС VolSatView его эффективность  выросла на несколько порядков.

Сегодня ученые KVERT с помощью ИС VolSatView практически в реальном времени отслеживают активность вулканов, оценивают степень опасности эксплозивных извержений для авиации и информируют об этом международное аэронавигационное сообщество. VolSatView  позволяет определять скорость движения пепловых облаков и вовремя предупреждать службы МЧС о возможных пеплопадах в населенных пунктах. Решение прикладных задач неразрывно связано с фундаментальными исследованиями вулканизма Камчатки и Курил: с помощью ИС VolSatView  за прошедшие 10 лет учеными KVERT было всесторонне изучено 40 извержений 15 вулканов и более 1500 отдельных эксплозивных событий», − отметила кандидат геолого-минералогических наук, руководитель KVERT, ведущий научный сотрудник Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН Ольга Алексеевна Гирина.

Эксплозивное извержение вулкана Шивелуч (Камчатка) с подъемом эруптивной колонны до 10 км над уровнем моря 4.12.2017 г. Фото Ю.В. Демянчука

«Работа по созданию, развитию и поддержке ИС VolSatView — это отличный пример сотрудничества и совместной работы организаций РАН и Росгидромета. Именно объединение передовых научных компетенций участников проекта в различных областях позволило создать достаточно эффективную систему, которая сегодня обеспечивает решения различных задач комплексного научного мониторинга вулканов Камчатки и Курил. Конечно, особую роль в создании системы сыграли специалисты ИВиС ДВО РАН, которые сформулировали основные задачи и требования к инструментам работы с данными. Именно их опыт по использованию системы позволяет вести ее постоянное совершенствование и развитие», — рассказал доктор технических наук, заместитель директора Института космических исследований РАН Евгений Аркадьевич Лупян.

«Совместно с коллегами нами были разработаны алгоритмы организации вычислений на основе математических моделей распространения пепловых облаков в атмосфере, созданы алгоритмическое обеспечение и компьютерная система для моделирования и визуализации перемещения пепловых облаков во время эксплозивных извержений вулканов Камчатки и Курил. Интеграция с тематическими подсистемами VolSatView позволяет за 10-15 минут получить в автоматическом режиме суточный прогноз движения пепловых облаков в атмосфере, а также совместно анализировать эти результаты с данными дистанционного зондирования Земли», − рассказал Алексей Анатольевич Сорокин, кандидат технических наук, врио директора ВЦ ДВО РАН.

«Спутниковые системы сегодня позволяют развивать наиболее информативные методы слежения за вулканической активностью, в том числе проводить детальное изучение событий и продуктов извержений вулканов. Основа успешного решения задач ИС VolSatView − обеспечение непрерывности и максимальной оперативности получения критически важных наблюдений, что с успехом реализовано разработчиками системы путем создания четырех информационных узлов и организации автоматической передачи данных между ними. Дальневосточный центр НИЦ «Планета», как один из таких узлов, обеспечивает прием и передачу спутниковой информации для формирования специализированных информационных продуктов, использующихся в VolSatView. Следует отметить, что объемы такой информации стремительно растут. Данные в систему поступают с российских спутников серий Метеор-М, Канопус-В и зарубежных — NOAA, Terra, Aqua, Suomi NPP. С 2016 г. осуществляется передача данных геостационарного японского спутника Himawari-8, поступающих каждые 10 минут. Данные Himawari-8 помогают исследовать быстропротекающие вулканические процессы, они положили начало разработке новых методик для обработки и анализа спутниковых данных: определение времени начала извержений; построение анимированных изображений, иллюстрирующих динамику извержений; анализ временных рядов данных, в частности, температуры термальных аномалий», − отметила Любовь Сергеевна Крамарева, директор ДЦ НИЦ Планета».

Прогноз перемещения пеплового облака вулкана Безымянный 28.05.2022 г.
Моделирование выполнено в автоматизированной информационной системе Сигнал в Вычислительном центре ДВО РАН

Результаты моделирования распространения пеплового шлейфа вулкана Шивелуч 28.02.2015 г., визуализированные на спутниковом снимке NOAA-19 (4m5) от 02:41 UTC 28.02.2015 г. в информационной системе VolSatView

Уникальное явление извержений сразу трех вулканов Северной группы Камчатки было отслежено с помощью VolSatView 14-18 июня 2017 г. На фоне продолжающегося непрерывно с 1 июня умеренного эксплозивного извержения вулкана Ключевской с выносом пепла до 7-7.5 км над уровнем моря произошло два мощных пароксизмальных извержения вулканов Шивелуч (14 июня в 16:20 UTC) и Безымянный (16 июня в 04:53 UTC) с подъемом пепловых облаков до 12 км над уровнем моря.  По данным со спутника Himawari-8 создана анимационная картина этих событий, наглядно иллюстрирующая скоротечность мощных эксплозивных извержений и долговременность существования в атмосфере пепловых облаков, представляющих реальную опасность для авиатранспорта (Информационный сервис VSV).

Создание и развитие ИС VolSatView дало вулканологам небывалые возможности спутниковых наблюдений за вулканами Камчатки и Курил. В связи с тем, что характер  активности вулканов постоянно меняется, задача «как будет работать каждый вулкан России в будущем» остается актуальной. Чтобы решить ее и глубже понять происходящие вулканогенные процессы, определить потенциальную опасность каждого вулкана для населения и авиаперевозок, найти предвестники их эксплозивных извержений, разработчики VolSatView  продолжают тесно сотрудничать в направлении совершенствования системы, создания новых инструментов и новых возможностей для изучения вулканов Камчатки и Курил.

При любом использовании или копировании материалов, подборки материаловссылка на сайт http://www.khfrc.ru обязательна!

Вот уже неделю на Камчатке проявляют активность сразу два вулкана: Шивелуч несколько раз выбросил пепел на высоту до пяти километров, а Ключевская сопка продолжает выбрасывать так называемые вулканические бомбы. На Юге России тоже есть вулканы, которые считаются действующими — Эльбрус и Казбек.

Чего ждать от этих притаившихся на пару миллионов лет огнедышащих каменных исполинов, рассказывает кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры физической географии, экологии и охраны природы Института наук о Земле ЮФУ Борис Талпа.

Для Камчатки извержения вулканов — обычное дело. Последний раз Ключевская сопка извергалась с октября 2020 по февраль 2021 года. А активность Шивелуча усилилась еще в 2009 году, и с тех пор вулкан периодически выбрасывает мощные столбы пепла. Извержения обычно длятся несколько недель, реже — месяцев. Упомянутые вулканы находятся в 500 километров от Петропавловска-Камчатского, поэтому не представляют опасности для жителей города. А до ближайшего населенного пункта — поселка Ключи — около 50 километров, там люди временами страдают от выпадения пепла на машины и объекты энергетики, но и это не катастрофично.

Обстановку на вулканах Шивелуч и Ключевская сопка держит на контроле Центр управления в кризисных ситуациях Камчатского края. Ведется мониторинг вулканической активности во взаимодействии с геофизиками, вулканологами, синоптиками и другими службами.

«Насколько мне известно из средств массовой информации, вероятен излив лавовых потоков из Ключевского вулкана и образование грязевых потоков, которые пройдут по руслам рек у его подножия. Пирокластические потоки могут распространиться до 25 километров от вулкана — населённые пункты в зону возможного воздействия лавы не попадают. Однако опасность для населения могут представлять пеплопады, для авиации они точно опасны. В вулканическом дыме содержатся микроскопические частички стекла — нельзя позволять им попасть в человеческие лёгкие и в двигатель самолёта. Даже когда дым развевается эта стеклянная взвесь ещё находится в воздухе и служба, которая берет пробы воздуха в аэропорту, может неделями не давать добро на полёты авиации», — прокомментировал Борис Талпа.

В собранном им музее «Кирпичная библиотека» хранится богатая коллекция вулканических песков: чёрный пепловый базальтовый песок вулкана Этна в Италии, титаномагнетитовый песок с острова Ява в Индонезии, пепловый пляжный базальт-магнетитовый песок острова Вулкана из группы Липарских островов, и многие другие редкие вулканические пески. Все вулканы от Кракатау в Зондском проливе Индонезии до Тейде на острове Тенерифе канарского архипелага для пополнения своей богатой коллекции Борис Талпа посетил лично.

Есть в коллекции Бориса Васильевича и отечественные экземпляры: базальтовый гравий заполярного острова Диксон, титаномагнетитовый песок вулканов Авачинского залива на Камчатке и перлитовый песок вулкана Эльбрус. По словам Бориса Талпы пески островных вулканов, которые извергались в морях и океанах — тёмные, а у наших кавказских вулканов — светлые.

«Эльбрус и Казбек извергались совсем недавно по геологическим меркам —миллион лет назад. Около 1700 лет назад произошло последнее извержение, сопровождаемое выбросом лавы. Ну а примерно 500 лет назад Эльбрус в последний раз напомнил о себе, выбросив порцию пепла. И в «Географии» Страбона, и в средневековой «Космографии» Себастиана Мюнстера Эльбрус показан действующим вулканом», — рассказал Борис Талпа.

Эльбрус возвышается на 5642 метров над уровнем моря и значительно превосходит Монблан — самую высокую гору Альп. Как и положено вулканам, Эльбрус расположен около крупного разлома в земной коре, по которому с больших глубин выбрасывалась на поверхность раскаленная магма. У кавказских народов издавна существовали легенды о неприступности Эльбруса, подступы к которому окружены непроходимыми болотами и охраняются злыми духами.

«Вулканы — разрушители и созидатели! Всё, что вулкан отнял, он возвращает многократно. В вулканическом пепле есть вся таблица Менделеева — некоторые минералы, которые люди добывают под землёй с огромным трудом, во время извержений буквально падают с неба. Поэтому люди, живущие подле вулканов, в каком-то роде боготворят их, связывают с ними свои труды — земледелие и продажа вулканических удобрений, производство сорбентов и стройматериалов, научные исследования и туризм. А то, что случаются извержения — успевай убегать! Индонезийцы, собирающие вулканический пепел, делают это вручную и босяком. Я спросил, почему — оказывается, боятся, что экскаватор в случае извержения не успеет уехать, а сами они быстро сядут на свои мотоциклы и эвакуируются — приближающееся извержения «пятками чувствуют». На Бали по периметру кальдеры — воронки, оставшейся от старого, рухнувшего при извержении вулкана Гунунг-Батур — стоят кафе и рестораны, и во всех них столики расположены таким образом, что ты не можешь сесть спиной к новой молодой сопке вулкана — ты всегда будешь смотреть прямо на него. И так во всех странах, где я был — люди уважают вулканы, слагают о них легенды», — поделился Борис Талпа.

Легенды о неприступности Эльбруса были развеяны лишь в первой половине XIX века — в 1829 году на вулкан поднимается кабардинец Киллар Хаширов, житель Баксанского ущелья и проводник экспедиции генерала Эмануэля. Первым геологом, поднявшимся на вершины Эльбруса, был профессор Дубянский из Варшавского политехнического института. Его сопровождали казак Петр Лысенков, осетин Хаджумар Хаблиев и «горский татарин» Бачай Урусбиев. Сделанные ими в 1907–1913 годах фотографии вершин вулкана уникальны и до сих пор являются одними из лучших.

С тех пор благодаря работе многих поколений геологов удалось установить, что центры молодого наземного вулканизма, крупнейшими из которых явились Эльбрусский, Верхне-Чегемский и Казбекский возникли в неоген-четвертичный период (2–3 миллиона лет назад) вдоль древних продольных разломов земной коры и на их пересечении с молодыми поперечными сдвигами, а значит это один из самых современных потенциальных выходов для магмы на поверхность. Современные тектонические движения Приэльбрусья нередко сопровождаются сейсмическими явлениями. Согласно обширным литературным данным и новейшей сводке слабые землетрясения происходят здесь почти повсеместно.

«На Эльбрусе есть и сейсмостанции, ведущие непрерывный мониторинг, и прямо вглубь горы на четыре километра уходит тоннель Баксанской нейтринной обсерватории — там учёные наблюдают за тем, что происходит в мантии вулкана. Сейчас наибольшую опасность представляют ледники на вершине Эльбруса — они тают, образуя горные озёра, и в сезон дождей эти озёра выходят из берегов, смывая всё на своём пути. Такие сели уничтожили несколько деревень в Кабардино-Балкарии, и сейчас в долинах Эльбруса запрещено возводить капитальные постройки», — рассказал Борис Талпа.

Начало картированию ледников Эльбруса положил Константин Паффенгольц, ученик Александра Герасимова. За составление карты ледников ему была присуждена золотая медаль Русского географического общества. Во Всероссийском научно-исследовательском геологическом институте хранится крупномасштабная рельефная геологическая карта Эльбруса и его подножий. Эту карту Паффенгольц составил во время блокады Ленинграда, собственноручно вырезав из картона многочисленные шаблоны для макета рельефа.

«Таким образом, Эльбрус не столько потухший, сколько на время уснувший вулкан. В нем еще теплится жизнь! На всей громадной территории нашей страны — вплоть до Камчатки — нет другой горы с такими явными признаками недавней вулканической деятельности. Они проявляются в выходах сернистых газов на восточной вершине, в наличии теплых минеральных источников у подножия горы. На картах аномалий гравитационного поля Эльбрусу соответствует отрицательная аномалия, что свидетельствует о наличии на глубине около 10 километров под вулканическим конусом камеры, заполненной неостывшим магматическим расплавом», — поделился Борис Талпа.

Новейшие исследования показали, что история формирования вулкана изобиловала мощными взрывами, катастрофическими грязекаменными потоками, землетрясениями, региональными пожарами. Эльбрус остается потенциально опасным и сейчас: взрывные извержения неизбежно вызовут таяние ледников и снежников, что приведет к резкому повышению уровня воды в реках. От катастрофических наводнений могут пострадать города Карачаевск, Черкесск, Армавир, Краснодар, Тырныауз, Прохладный, Моздок и многие мелкие населенные пункты.

Пока же почти две тысячи лет вулкан мирно дремлет под ледяным панцирем. Ему принадлежит десятая часть всех ледников Кавказа, питающих наиболее крупные реки — Кубань и Терек. Замечено, что талые снеговые и ледниковые воды обладают особыми биологически активными свойствами. В это легко поверить, когда любуешься поливными плантациями Предкавказья.

«Когда в океане возникает новый вулканический остров, на нем даже нет почвы, а он уже через год весь зеленый: воткни в вулканический пепел палку — и она зацветёт. Люди в таких местах готовы жить в палатках практически в жерле вулкана в ежесекундной готовности эвакуироваться, потому что там они снимают по четыре урожая овощей и фруктов в год. Человек с вулканическим огородом в пару соток обеспечен едой на весь год. Почему Италия славится своим виноградом и вином — благодаря Везувию! А почему в Армении такие вкусные помидоры и персики — благодаря Арарату! Вулканы наполняют почву микроэлементами, которые в других местах растения давным-давно израсходовали. На Камчатке, с которой мы начали разговор о вулканах, картошка размером с дыню. Нам же кажется, что Камчатка — это дальний север, значит вся еда привозная с юга. А я сколько раз был в экспедициях, и сейчас там работают мои ученики — районы Камчатского края полностью обеспечивают себя овощами, а их капусте и огурцам Кубань позавидует. Вот она — сила вулканов», — подытожил Борис Талпа.

Учёный добавил, что пепел, который сейчас летит из извергающихся Шивелуча и Ключевской сопки, оседает в Тихом океане, и его минералами активно будет питаться морской планктон, которому крайне необходим углерод или кремний, чтобы строить раковины. Поэтому через некоторое время после извержения, стоит ждать скачкообразное увеличение количества рыбы в Тихом океане, ведь станет больше планктона — главной пищи рыб и китов — и он будет питательным и вкусным как клубника на склонах Эльбруса.