Комплексные вулканологические и геоэкологические исследования на о. Матуа
Комплексные вулканологические и геоэкологические исследования на о. Матуа
Сахалинская область
Комплексные вулканологические и геоэкологические исследования на о. Матуа (Средние Курильские острова): сильные эксплозивные извержения влк. Пик Сарычева в верхнем плейстоцене — голоцене и оценка их воздействия на окружающую среду.
Проголосовало:
Поделиться в соц. сетях:

Авторы проекта:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН, г. Южно-Сахалинск, Тихоокеанский флот (ТОФ), Министерство обороны РФ, РГО, Рыбин Александр Викторович, Дегтерев Артем Владимирович, Гурьянов Вячеслав Борисович, Дудченко Илья Павлович, Романюк Федор Александрович, Климанцов Иван Михайлович, Чибисова Марина Владимировна.

Номинация:

Путешествие и экспедиция.

Наименование проекта:

«Комплексные вулканологические и геоэкологические исследования на о. Матуа (Средние Курильские острова): сильные эксплозивные извержения влк. Пик Сарычева в верхнем плейстоцене-голоцене и оценка их воздействия на окружающую среду»

Описание проекта:

С 1 июня по 3 июля 2017 г на острове Матуа были проведены комплексные наземные геолого-вулканологические и геоэкологические исследования в рамках реализации грантового проекта Русского географического общества «Комплексные вулканологические и геоэкологические исследования на о. Матуа (Средние Курильские острова): сильные эксплозивные извержения влк. Пик Сарычева в верхнем плейстоцене — голоцене и оценка их воздействия на окружающую среду».

В состав экспедиционного отряда от Института морской геологии и геофизки (ИМГиГ) ДВО РАН (г. Южно-Сахалинск) вошли 6 человек, доставка в район проведения исследований осуществлялась на большом десантном корабле (БДК) «Адмирал Невельской» Тихоокеанского флота (ТОФ), в рамках совместной экспедиции Министерства обороны Российской Федерации, РГО и ТОФ. Возвращались участники из экспедиции на килекторном судне «КИЛ-168», также входящем в состав ТОФ РФ.

В ходе экспедиционных работ собран обширный материал, касающийся истории активности влк. Пик Сарычева. Для этого детально изучались разрезы почвенно-пирокластического чехла, заложенные на удалении 5-8 км от современного кратера. Описание разрезов сопровождалось послойным отбором образцов пирокластики для изучения вещественного состава и образцов органогенного материала (погребенных почв, гумусированных супесей, торфа) для определения абсолютного возраста отложений. В пределах южной части острова, в районе мыса Орлова, были проведены палеовулканологические исследования, направленные на изучение наиболее ранних этапов вулканизма о. Матуа, принципиально важных для понимания общих закономерностей эволюции островодужного вулканизма.

При геоботанических исследований оценивалось восстановление и проводилось изучение растительного покрова на лахарах, а также на лавовом и пирокластическом потоках, связанных с мощным эксплозивно-эффузивным извержением 2009 г. Кроме того, был проведен сбор образцов древесной растительности и осевых спилов наиболее возрастных особей ольховника для дендрохронологических и микробиологических исследований, а также представителей лихенофлоры

Для изучения фонового сейсмического режима острова Матуа были задействованы 4 сейсмостанции, которые проводили регистрацию весь период экспедиции.

Полученные материалы позволили значительно продвинуться в понимании геологической истории острова Матуа от древнейших времен до современности, а также оценить масштабы трансформации островных природных ландшафтов под влиянием вулканической активности.

География проекта:

Основным объектом исследования в рамках настоящего грантового проекта являлся действующий влк. Пик Сарычева, расположенный в северо-западной части необитаемого в настоящее время о. Матуа (Центральные Курильские острова), являющегося одним из наиболее удаленных и труднодоступных островов Курильской гряды. Остров Матуа входит в состав Сахалинской области и административно относится к Северо-Курильскому городскому округу.

Остров Матуа (ширина 6 км, длина 12 км) расположен в центральной части Большой Курильской гряды. Климат океанический с прохладным летом (Т ср. августа 10.9°С), относительно мягкой зимой (Т ср. января — 6.3 °С), жестким ветровым режимом, высокой влажностью воздуха (85%) и обилием дней с туманами (до 205 в год). Растительный покров представлен густыми зарослями ольховника, на юге острова распространены разнотравные луга, небольшие участки заняты верещатниками; кедровый стланик представлен отдельными немногочисленными особями. Северо-западная часть острова занята действующим влк. Пик Сарычева (абс. выс. 1446 м), который является одним из самых активных вулканов Курильской островной дуги. Вулкан построен по типу Сомма-Везувий и состоит из плейстоценового влк. Матуа с вершинной кальдерой и молодого конуса Пик Сарычева. Остатки постройки влк. Матуа к настоящему времени сохранились лишь в юго-восточной части острова. Фундаментом вулканических построек выступают слабодислоцированные вулканогенные и вулканогенно-осадочные породы. В историческое время извержения влк. Пик Сарычева зафиксированы в 1765±5, 1878—1879, 1923, 1928, 1930, 1946, 1954, 1960, 1976 и 2009 гг. Последнее из них — мощное эксплозивно-эффузивное извержение вулкана в июне 2009 г. — по ряду своих параметров было сопоставимо с крупнейшими извержениями вулканов Курильской островной дуги в ХХ веке. Первое упоминание о влк. Пик Сарычева относится ко второй половине XVIII в. В описаниях сотника И.Черного, посещавшего о. Матуа в 1760-е гг., содержатся краткие сведения о недавнем извержении вулкана, полученные им со слов местных жителей. В последующие десятилетия, вплоть до конца первой половины ХХ в., все исследователи, когда-либо посещавшие о. Матуа с влк. Пик Сарычева, также ограничивались, с разной степенью детальности, описанием природных особенностей и состояния текущей вулканической активности. Ситуация кардинально переменилась лишь после возвращения Курильских островов в состав СССР в 1945 г., ознаменовавшего начало планомерных геолого-геофизических исследований Курильской островной дуги содержатся в работах известного отечественного вулканолога Г.С. Горшкова, показавшего, что тот построен по типу Сомма-Везувий. Он первым выделил и описал его основные структурные элементы: молодой внутрикальдерный конус Пик Сарычева и древний, частично разрушенный влк. Матуа, осложненный кальдерой. Позже эти данные были подтверждены и дополнены исследованиями Е.К. Мархинина, который более подробно рассмотрел геологическое строение о. Матуа, выполнив, в частности, стратиграфическое расчленение лавовых комплексов и их петрографическое описание. Работы, проводившиеся В.Н. Шиловым и В.Н. Андреевым с соавторами, были посвящены изучению произошедших извержений вулкана в 1960 и 1976 гг., поэтому вопросы геологического строения района практически не затрагивали. После этого наступил длительный перерыв в изучении вулкана, который был прерван лишь в 2006 г., благодаря экспедиционным исследованиям в рамках «Курильского Биокомплексного проекта: человеческая уязвимость и способность к восстановлению при субарктических изменениях», проводившегося с целью изучения влияния природных факторов на жизнь коренных этносов Курильских островов. В 2009 и 2010 гг. полевые работы были организованы Институтом морской геологии и геофизики ДВО РАН, при участии Тихоокеанского института географии ДВО РАН и Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН.

Цели и задачи:

Основными задачами экспедиции 2017 г. были: 1) геолого-вулканологическое картирование островов Матуа и Топорковый, 2) проведение палеовулканологических исследований, включающих комплекс тефрохронологических и геохимических работ, направленных на реконструкцию эруптивной деятельности влк. Пик Сарычева за последние тысячелетия, 3) оценка и анализ вулканической опасности, связанной с извержениями, с целью уменьшения и предотвращения возможных негативных последствий для временных поселений (научные и туристические группы) и авиации, 4) экологические и геоботанические исследования островов Матуа и Топорковый, включающие изучение особенностей и темпов сукцессионных процессов растительного покрова в пределах вулканической постройки и сопредельных территорий.

Итоги реализации:

Реализованный грантовый проект имеет научную и практическую составляющие: были получены новые данные, характеризующие особенности протекания вулканической активности на о. Матуа в различные геологические эпохи, проведены работы по созданию карт вулканической опасности, ассоциирующейся с современной активной постройкой — вулканом Пик Сарычева.

Современная эруптивная деятельность на о. Матуа связана с молодым внутрикальдерным стратовулканом Пик Сарычева, формирование которого началось около 600 лет назад и ознаменовало существенное изменение характера протекающей до тех пор вулканической активности. Мощные эксплозивные извержения, в течение которых вулкан извергал пемзовидные андезиты и андезибазальты, сменились извержениями шлаков исключительно андезибазальтового состава. Образование вулкана Пик Сарычева началось с мощных эксплозивных извержений, сопровождавшихся выбросом большого количества тефры, многочисленными пирокластическими и лавовыми потоками, которые шли на формирование его постройки. В дальнейшем постройка вулкана достигла своих современных размеров, а сила извержений, большая часть которых происходила уже в историческое время, уменьшилась. Исторические извержения влк. Пик Сарычева были терминальными и, как правило, непродолжительными (первые часы или дни). Главная особенность современных извержений вулкана — их высокая эксплозивность (от слабых вулканических эксплозий до мощных пароксизмов субплинианского типа), при которой выбрасываемый вулканом обломочный материал формирует пирокластические потоки и пирокластические волны. Характерным эпизодом современного периода активности вулкана Пик Сарычева стало извержение в июне 2009 г.

1. Вулканическая опасность. Современная эруптивная деятельность на о. Матуа связана с молодым внутрикальдерным стратовулканом Пик Сарычева, формирование которого началось около 500 лет назад и ознаменовало существенное изменение характера протекающей до тех пор вулканической активности. Мощные эксплозивные извержения, в течение которых вулкан извергал пемзовидные андезиты и андезибазальты, сменились извержениями шлаков исключительно андезибазальтового состава. Образование влк. Пик Сарычева началось с мощных эксплозивных извержений, сопровождавшихся выбросом большого количества тефры, многочисленными пирокластическими и лавовыми потоками, которые шли на формирование его постройки. В дальнейшем постройка вулкана достигла своих современных размеров, а сила извержений, большая часть которых происходила уже в историческое время, уменьшилась. Исторические извержения влк. Пик Сарычева были терминальными и, как правило, непродолжительными (первые часы или дни). Главная особенность современных извержений вулкана — их высокая эксплозивность (от слабых вулканических эксплозий до мощных пароксизмов субплинианского типа), при которой выбрасываемый вулканом обломочный материал формирует пирокластические потоки и пирокластические волны. Характерным эпизодом современного периода активности вулкана Пик Сарычева стало извержение в июне 2009 г. Основные виды опасных вулканических процессов при извержениях вулкана рассматриваются ниже.

Карта вулканоопасности о. Матуа: 1-2 — пределы распространения: 1 — пирокластических потоков, 2 — пирокластических волн, 3-4 —наиболее вероятные направления излияния: 3 — лавовых потоков, 4 — лахаров (грязевых потоков), 5 — наиболее лахароопасный участок, 6 — зоны опасности от выпадения тефры: а — очень высокая, б — высокая, в — умеренная.

Лавовые потоки. Лавовые потоки андезибазальтового состава, изливавшиеся при извержениях влк. Пик Сарычева в историческое время, не выходили за пределы его постройки. При этом практически все они из-за особенностей рельефа были локализованы в западном и северном секторе вулкана. Длина лавовых потоков составляла в среднем 2-3 км, при ширине 100-250 м. Анализ топографических данных (цифровая модель рельефа SRTM и топографических карт) показал, что и в будущем распространение лавовых потоков будет ограничено преимущественно северной половиной постройки. В этой связи опасность от лавовых потоков для юго-восточной части острова следует признать минимальной.

Пирокластические потоки и пирокластические волны. Пирокластические потоки, типичные для большинства извержений влк. Пик Сарычева и являющиеся его характерной особенностью, откладывались главным образом по периферии действующего конуса и в прилегающую акваторию. Подвижность пирокластических волн существенно выше, из-за чего они способны распространяться на большие дистанции. Пирокластические потоки могут распространяться на значительные расстояния, покрывая обширные территории. Оказывая механическое, температурное и геохимическое воздействие на подстилающий субстрат, пирокластические потоки выступают мощным поражающим агентом, способным вызывать значительные разрушения.

При наиболее крупных извержениях влк. Пик Сарычева пирокластические потоки и волны способны распространяться по прилегающей акватории. В этой связи опасности могут подвергаться суда, находящиеся во время извержения в непосредственной близости от вулкана. В случае очень сильных извержений, вероятно, вся прилегающая и непосредственно контактирующая с постройкой влк. Пик Сарычева акватория будет являться зоной высокой опасности. Кроме того, поступление больших объем пирокластического материала в прилегающую акваторию способно вызвать формирование волн цунами.

Лахары. Для территории о. Матуа лахары являются одним из самых опасных явлений, сопряженных с извержением влк. Пик Сарычева. Изучение последствий крупного эксплозивно-эффузивного извержения влк. Пик Сарычева в июне 2009 г. продемонстрировало, что при существующем плане размещения населенных пунктов и хозяйственных объектов, значительная их часть находилась в зонах крайне высокой лахароопасности. Поэтому в том случае, если бы в настоящее время остров был заселен, произошедшее извержение могло привести к человеческим жертвам и материальным потерям. При этом наиболее значительной опасности бы подвергся п. Губановка, взлетно-посадочная полоса и близлежащие строения. Кроме того, если бы извержение имело место не в летнее, а в зимнее время года, когда мощность снежного покрова гораздо больше, количество лахаров и их объем значительно превзошли таковые 2009 г. и поэтому могли вызвать более масштабные разрушения.

Наиболее опасным участком с позиции лахароопасности следует признать долину между параллельно расположенными лавовыми потоками докальдерной постройки, протягивающуюся примерно на 1.8-2 км в юго-восточном направлении. Именно это долина и служила каналом стока для наиболее мощного лахара 2009.

Тефра. Вся территория о. Матуа и острова-сателлита Топорковый в случае извержения влк. Пик Сарычева будет подвержена различной степени опасности, связанной с выпадением тефры. На основании тефрохронологических и исторических данных район разделен на три различные по степени опасности зоны: (1) зона умеренной опасности: выпадение пепла, мелкого гравия, при наиболее сильных извержениях возможно выпадение лапиллей; (2) зона высокой опасности: выпадение вулканического пепла, гравия и лапиллей, при крупных извержениях возможно выпадение бомб; (3) зона очень высокой опасности: в зависимости от силы извержения — пепел, вулканический гравий, лапилли и бомбы, в том числе очень крупных.

При наиболее сильных эксплозивных извержениях влк. Пик Сарычева и соответствующих метеоусловиях опасности будут подвержены острова, расположенные вблизи о. Матуа. Эруптивные тучи, формирующиеся при пароксизмальных извержениях вулкана, способны достигать значительной высоты и образовывать протяженные пепловые шлейфы, способные распространяться на сотни километров от вулкана. Пик Сарычева — один из немногих вулканов Курильских островов, при исторических извержениях которых сектор пеплопада выходил далеко за пределы островной гряды, выпадая к северо-востоку — на Камчатке и к западу — на территории Хабаровского края и Сахалина. По устному сообщению жителей маяка на м. Кастрикум (о. Уруп), расположенном в 292 км к юго-западу от о. Матуа, при извержении вулкана в 2009 г. у них отмечался кашель и неприятные ощущения в горле, вызванные попаданием пепловых частиц в дыхательные пути.

При достаточно крупных вулканических извержениях (Volcanic Explosivity Index (VEI) 3-4), эруптивная (пепловая) колонна может достигать высоты 10-20 км и выше, тем самым представляет реальную опасность для самолетов гражданской авиации, летающих, как правило, на высоте 9-12 км. Учитывая близость местных и межконтинентальных авиалиний к вулкану Пик Сарычева и преимущественно эксплозивный характер его активности, каждое извержение с VEI выше 2 будет представлять угрозу авиатранспорту.

Эруптивные газы. Эруптивные газы, в большом количестве выделяющиеся в процессе извержения вулкана, могут стать серьезным фактором риска, особенно в случае соответствующего ветрового режима. По-видимому, они стали причиной гибели представителей фауны в результате извержений 2009 г., обнаруженных при изучении последствий извержения.

2. Рекомендации по созданию системы оперативного мониторинга вулканической активности на острове Матуа. Создание системы комплексного мониторинга вулкана Пик Сарычева необходимо для повышения эффективности и оперативности прогнозов вулканической опасности на основе дистанционного видеомониторинга, спутникового, сейсмического, газового мониторинга и др. с целью обеспечения безопасности населения и прогноза возможности полетов авиации в районах вулканической активности, а также для выработки рекомендаций и разработки комплекса мероприятий по минимизации ущерба от вулканических извержений.

Система комплексного мониторинга вулкана Пик Сарычева для обнаружения и регистрации извержений действующих вулканов должна включать получение и обработку данных сейсмических, видео, спутниковых и других наблюдений в автоматическом и автоматизированном режиме с целью быстрой оценки типа извержения и его масштабов.

Сейсмический мониторинг. Первые исследования взаимосвязи активности вулканов с сейсмическими событиями были проведены Г.С. Горшковым. В дальнейшем, методы прогноза вулканических извержений получили развитие на Камчатке (Камчатский филиал Геофизической службы РАН). Было установлено, что извержению всегда предшествует сейсмическая подготовка. Энергия предшествующих извержению вулканических землетрясений во многих случаях мала. Такие землетрясения могут быть зарегистрированы только при условии работы близкорасположенной сейсмической станции. Предыдущие результаты исследований активных вулканов позволяют предположить, что интенсивность сейсмической подготовки пропорциональна силе готовящегося извержения. Землетрясения, как индикаторы подземных событий, свидетельствуют о происходящих разрушениях в подводящей магматической системе и в постройке вулкана при подъеме магмы. Таким образом, чем интенсивнее глубинные процессы, предваряющие извержение, и соответственно сильнее сейсмическая подготовка, тем более значительное извержение можно ожидать. Процесс подготовки извержения может длиться разное время: иногда месяцы, иногда одни, но он всегда присутствует. Чем слабее извержение, тем сложнее его предсказать, так как ему предшествует слабая и кратковременная сейсмическая подготовка. Все удачные прогнозы сильных извержений были сделаны в тех случаях, когда извержению предшествовала интенсивная сейсмическая подготовка

Основным является определение индивидуального для каждого вулкана понятия «нормальной, фоновой» сейсмичности, которое формируется после наблюдения за вулканом в течение определенного времени, в зависимости от современного состояния вулкана.

Техническое оснащение: Автономные пункты наблюдения включающие широкополосные и короткопериодные сейсмические станции, систему видеонаблюдения, спутниковую антенну, солнечные батареи, коммутационное оборудование) — 4 шт.

Космический мониторинг. Оперативный контроль вулканической активности на Курильских островах на основе методов космического дистанционного зондирования. Ежедневный прием и анализ космических снимков спутников TERRA, AQUA, MTSAT-1R, NOAA для анализа текущей ситуации по вулканической активности Курильских островов. Адаптация стандартного и разработка нового программного обеспечения для получения калиброванных сцен по выделению термальных аномалий и идентификации пепловых облаков для вулканов Курильских островов. Создание базы данных по современному состоянию активных вулканов Курильских островов на основе спутниковых данных высокого разрешения WorldView-1, WorldView-2, QuickBird, GeoEye-1 и IKONOS.

Гидрохимические предвестники вулканических извержений

Гидрогеохимические наблюдения с целью мониторинга вулканической активности включают комплекс режимных исследований широкого спектра химических элементов в термальных водах и сольфатарных газах. Согласно многолетним наблюдениям, проводимым, в том числе и на Курильских островах, установлено в ряде случаев изменение физико-химических свойств термальных источников и выходов газов: изменение температуры и дебита, изменение концентраций химических элементов и их соотношений, вариации соотношений изотопов, увеличение эманаций радона и т.д.

При проведении режимных гидрогеохимических наблюдений на активных вулканах Курильских островов необходимо выбрать наиболее представительные источники и сольфатары и проводить следующий комплекс исследований: установить в них цифровые термодатчики и автономные радоновые станции, периодически проводить отбор проб воды и газов для последующих анализов макро— и микроэлементов, газового состава, изотопного состава. Анализ полученных результатов позволит установить связь вулканической активности с изменениями физико-химических параметров в термальных водах и сольфатарных газах и перейти к прогнозу извержений вулканов с помощью геохимических предвестников.

Геодезический мониторинг. Геодезические технологии широко и давно применяются для мониторинга вулканической активности и разработки стратегии прогноза сильных извержений. Физической основой применимости этих методов является деформирование вулканической постройки и ее окрестностей в результате миграции магмы при подготовке и реализации вулканических извержений. Горизонтальные и вертикальные смещения, изменения наклона земной поверхности и параметров поля силы тяжести, предваряющие, сопровождающие и следующие за извержением, уверенно и с высокой точностью могут быть зарегистрированы современными геодезическими методами и средствами

Объекты: размещаются совместно c сейсмостанциями.

Гидродинамический мониторинг. Геотермические режимные наблюдения, проводимые в скважинах, расположенных в сейсмоактивных районах, являются в последние десятилетия одним из эффективных методов контроля за состоянием динамики сейсмического режима этих районов Опыт экспериментальных наблюдений, проведенных сотрудниками ИМГиГ в скважинах месторождений термальных вод на о-вах Кунашир (м-е «Горячий Пляж»), Итуруп (м-е «Океанское»), позволяет рекомендовать этот метод как один из наиболее действенных в системе мониторинга сейсмического состояния верхней части тектоносферы

Электромагнитный и геоэлектрический мониторинг. Предлагаемый способ мониторинга предназначен для прослеживания вулканической деятельности конкретных объектов и определения фаз их подготовки к активизации т.е. выбросам пеплов и излиянию лав. При этом процесс активизации должен сопровождаться резкими возмущениями электрического и геомагнитного полей с одновременным изменением гидродинамического режима. Предполагается так же применение метода магнитотеллурического зондирования для решения тех же задач, но с большей глубиной исследования геологического разреза. Конкретный вариант зондирования будет выбран после проведения опытных работ

Организация информационно-телекоммуникационной инфраструктуры и разработки программных комплексов общего и специального назначения

В рамках работ по организации комплексного мониторинга вулканической активности на острове Матуа необходимо организовать специализированные инструментальные сети наблюдений (сейсмологическую, деформационную, видео, спутниковую и т.п.). Каждая из них, с определенной периодичностью, должна поставлять исходные данные (как с мест наблюдений, так и региональных центров данных) в Единый центр информации для пополнения архива данных и последующей их обработки и анализа.

Для выполнения этих задач необходимо в первую очередь:

— создать на базе опорных пунктов наблюдений локальные архивы данных, предназначенные для сбора, первичной проверки и временного хранения данных, поступающих от локальных инструментальных средств;

— организовать Единый центр информации на базе ИМГиГ ДВО РАН (г. Южно-Сахалинск) для хранения всех видов исходных инструментальных данных, результатов их обработки, а также обеспечения функционирования разработанных и сторонних системных и прикладных программных компонент;

— создать единую систему передачи данных между опорными пунктами наблюдений и единым центром информации;

— разработать автоматизированную информационную систему для сбора, хранения и обработки данных инструментальных наблюдений, а также мониторинга состояния элементов информационно-телекоммуникационной инфраструктуры (опорные пункты, каналы связи и т.п.) и инструментальных средств наблюдений.

— информация о ходе извержения выставляется на рекомендованных сайтах и рассылается по электронной почте в ГУ МЧС России по Сахалинской области и заинтересованным организациям.

Конечной целью проекта является создание современной системы наблюдения, оперативного контроля и выдачи заблаговременных предупреждений о возникновении чрезвычайной ситуации в связи с возможными извержениями вулкана Пик Сарычева в режиме реального времени. Радиотелеметрические станции могут быть использованы не только для прогноза вулканических извержений, но и для расширения сейсмологических наблюдений на данной территории.

3. Геологическая история о. Матуа и вулкана Пик Сарычева. Наиболее древние геологические образования на о. Матуа представлены андезидацитовым «зеленотуфовым» комплексом, формирование которого происходило в субаэральных условиях в среднем и верхнем плиоцене. Следующий эруптивный цикл приурочен к первой половине эоплейстоцена, в этот период формировался «аквагенный базальтоидный» комплекс, представленный шаровыми лавами, обломочно-подушечными брекчиями, аквагенными туфами, гиалокластитами и комагматичными им лавово-экструзивными образованиями. Начиная со второй половины эоплейстоцена происходит формирование существенно лавовых вулканических центров Топорковый, Клюв и Плоский.

В самом начале голоцена (возможно на границе позднего плейстоцена-голоцена) около 11500 лет назад произошло мощное эксплозивное извержение на влк. Матуа, в результате которого была образована кальдера Матуа размером 3.5×5 км, формирование которой сопровождалось частичным обрушением постройки. Примерно в это же время, практически субсинхронно, с кальдерообразующим извержением возникли и одноактные эруптивные центры — Топорковый и Круглый.

Последующие проявления активности были локализованы в пределах образованной кальдеры и связаны с вулканическим аппаратом Пра-Сарычева. Новый цикл эруптивной деятельности вулкана, продолжавшийся большую часть голоцена (около 10500 лет), характеризовался частыми различными по силе эксплозивными извержениями — от слабых (VEI=1) до сильных и очень сильных (VEI=4 и выше). В течение рассматриваемого цикла периоды напряженной активности вулкана сменялись периодами ослабления, вплоть до ее полного прекращения. Этапы усиления эруптивной деятельности вулкана происходили 9500-7000, 4700-4100, 3150-1750 лет назад. Не менее четырех раз имели место периоды покоя длительностью не менее 1000 лет. Вулканический аппарат Пра-Сарычев, действовавший в это время, судя по всему, был представлен экструзивным куполом, возможно серией куполов. Об этом свидетельствуют отложения обломочных лавин, характерных для проявлений экструзивного вулканизма.

В позднем голоцене деятельность вулкана начала кардинально меняться: частые эксплозивные извержения, в течение которых вулкан извергал пемзовидные андезиты и андезибазальты, сменились извержениями шлаков исключительно андезибазальтового состава. Это было связано с началом формирования стратовулкана Пик Сарычева (~600 лет назад), являющегося современным действующим вулканическим аппаратом о. Матуа.

Его образование началось с мощных эксплозивных извержений, сопровождавшихся выбросом большого количества тефры, многочисленными пирокластическими и лавовыми потоками, которые шли на формирование его постройки. Судя по всему, влк. Пик Сарычева сформировался на руинах постройки влк. Пра-Сарычева, послуживших пъедесталом для него, поэтому не весь объем его конуса был образован за 600 лет. Отложения влк. Пик Сарычева полностью перекрыли фрагменты ранее существовавшего вулкана. Переход от экструзивного влк. Пра-Сарычева к стратовулкану Пик Сарычева, вероятно, был постепенным: начавшись в позднем голоцене, он окончательно завершился около 600 лет назад. Учитывая высокую активность и современную стадию развития влк. Пик Сарычева, представляется маловероятным, что в ближайшее время (50-100 лет) вулкан кардинально изменит режим эруптивной деятельности.

Для обеспечения безопасности инфраструктуры острова Матуа от вулканических извержений необходимо создание комплексной системы мониторинга, позволяющей осуществлять оперативный прогноз и возможные сценарии вулканических извержений.

Для минимизации ущерба от выпадения тефры необходимо переоборудовать имеющиеся бетонные бункеры для размещения людей в период сильных вулканических извержений. Предусмотреть возможность эвакуации людей и техники в южную часть острова (м. Орлова).

Научные публикации по теме проекта:

Рыбин А.В., Чибисова М.В., Дегтерев А.В., Гурьянов В.Б. Вулканическая активность на Курильских островах в XXI в. // Вестник ДВО РАН, 2017. № 1. С. 51-61.

Рыбин А.В., Дегтерев А.В., Дудченко И.П., Гурьянов В.Б., Романюк Ф.А., Климанцов И.М. Комплексные исследования на острове Матуа в 2017 году // Геосистемы переходных зон. 2017. № 4. С. 47-56.

Иванов А.Н., Дегтерев А.В., Рыбин А.В., Хисматуллин Т.И., Луговой Н.Н., Беляев Ю.Р. Опасные природные процессы на острове Матуа (Центральные Курилы) // Геориск. 2018. С. 28-74.

Чибисова М.В., Рыбин А.В., Дегтерев А.В., Ефремов В.Ю. Вулканическая активность вулканов Курильских островов по спутниковым данным в 2016-2017 гг. // Материалы XV Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», 13-17 ноября 2017 г., Москва. С. 86-88.

Публикации в СМИ по теме проекта:

Сахалинские ученые летом исследуют самый активный вулкан на Курилах — Пик Сарычева, 25 мая 2017 г. // РИА «САХАЛИН-КУРИЛЫ», https://skr.su/news/271840

Неуемный Пик Сарычева, 19 мая 2017 г. // РИА «САХАЛИН-КУРИЛЫ», https://skr.su/news/271699

Неуемный Пик Сарычева, Центр внимания, 19 мая 2017 г. // видеорепортаж телекомпании «ОТВ», https://skr.su/news/271691

РГО утвердило несколько грантовых проектов по Курилам, 30 апреля 2017 г. // РИА «САХАЛИН-КУРИЛЫ», https://skr.su/news/271120

Экспедиция на остров Матуа, радиоэфир в передаче «Сахалинский меридиан» // радио ГТРК «Сахалин», 18 июля 2017 г., http://www.gtrk.ru/

Совместная экспедиция Минобороны и РГО начала исследования на курильском острове Матуа, 16 июня 2017 г. // сетевое издание «Информационное агентство SakhalinMedia» http://sakhalinmedia.ru/news/598901/

Ученые, занимавшиеся полевыми исследованиями вулкана Пик Сарычева на Матуа, вернулись из экспедиции, 7 июля 2017 г. // электронное периодическое издание: Sakhalin.info (Сахалин.инфо), https://sakhalin.info/news/135235

Экспедиция Минобороны РФ и РГО высаживается на остров Матуа, 8 июня 2017 г. // сетевое издание www.tvzvezda.ru, https://tvzvezda.ru/news/vstrane_i_mire/content/201706080535-yvdc.htm

Остров Матуа, 6 июня 2017 г. // сайт ВОО «Русское географическое общество», https://www.rgo.ru/ru/article/ostrov-matua

Тайны острова Матуа, 25 августа 2017 г. // сайт ВОО «Русское географическое общество», https://www.rgo.ru/ru/article/tayny-ostrova-matua

Сотрудники Института морской геологии и геофизики вернулись из экспедиции на о. Матуа, 7 июля 2017 г. // сайт сахалинского отделения ВОО «Русское географическое общество», http://rgo-sakh.ru/index.php/sobytiya/110-sotrudniki-instituta-morskoj-geologii-i-geofiziki-dvo-ran-...

Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН получил грантовую поддержку Русского географического общества для проведения экспедиционных исследований на о. Матуа в 2017 г., 22 мая 2017 г. // сайт ИМГиГ ДВО РАН, http://imgg.ru/ru/news/155

1 июня стартовала экспедиция Института морской геологии и геофизики ДВО РАН на остров Матуа, 2 июня 2017 г. // сайт ИМГиГ ДВО РАН, http://imgg.ru/ru/news/156

Сотрудники Института морской геологии и геофизики ДВО РАН вернулись из экспедиции на о. Матуа, 6 июля 2017 г. // сайт ИМГиГ ДВО РАН, http://imgg.ru/ru/news/157

Экспедиция Минобороны РФ и Русского географического общества прибыла на остров Матуа 7 июня 2017 г. // информационное агентство ТАСС, http://tass.ru/nauka/4318951

Во Владивостоке началась экспедиция Минобороны и РГО на остров Матуа, 30 мая 2017 г. // сетевое издание «РИА Новости», https://ria.ru/society/20170530/1495353509.html