Автор проекта:
Группа вулканологов в составе: Нуждаев Антон Алексеевич, Большаков Илья Евгеньевич, Кузнецов Руслан Алексеевич, Давыдова Веста Олеговна, Житова Елена Сергеевна, Аникин Леонид Павлович, Самаркина Настасья Константиновна
Номинация:
Научное достижение
Наименование проекта:
Изучение продуктов последнего (2022 года) извержения вулкана Алаид.
Описание проекта:
Проект, выполненный силами коллектива сотрудников лабораторий минералогии и вулканохимии Института вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения Российской академии наук в 2025 году, направлен на изучение современного активного вулканизма и его продуктов в одном из наиболее труднодоступных, суровых и малоизученных регионов России – на Северных Курильских островах, а именно на вулкане Алаид.
Вулкан Алаид (о. Атласова), является самым северным и самым высоким (2339 м) вулканом в Курильской островной дуге; имеет правильный конус и крутые склоны. У подножья данного вулкана резидентом территории опережающего развития "Курилы" планируется создание рекреационного кластера согласно Корпорации развития Дальнего Востока и Арктики.
Вулкан регулярно проявляет активность, представленную преимущественно терминальными (вершинными) и побочными (боковыми) извержениям.
Объектом нашего исследования выступило вершинное извержение вулкана Алаид, произошедшее в сентябре 2022 года, которое оказалось было самым сильным за последние сорок лет. С помощью систем дистанционного мониторинга было известно, что пепловые облака распространялись на расстояние до 700 км; происходило излияние лавовых потоков.
Проводимые работы включали восхождение на вершину, в кратер вулкана, выделение наиболее прогретых участков и проведение в них геолого-геохимического комплекса работ по изучению продуктов извержения вулкана. Попытка провести изучение продуктов извержения были у коллектива в 2023 году, однако высокие температуры (более 500 °С) и сильная загазованность не позволили провести длительные работы в кратере вулкана. В 2025 году температуры в кратере понизились, хотя и оставались высокими (до 350 °С), что позволило провести запланированные работы.
География проекта:
Сахалинская область, о. Атласова, вулкан Алаид.
Цели и задачи:
Целью работ проводимых в 2025 годах являлась изучение продуктов извержения и поствулканической деятельности одного из сильнейших за последние сорок лет извержений вулкана Алаид, произошедшего в сентябре-ноябре 2022 года.
Задачи, стоявшие перед коллективом:
- оценка изменений, произошедших в кратере вулкана в ходе извержения;
- подсчет объемов изверженного материала, поступившего на дневную поверхность;
- создание цифровой модели рельефа кратерной зоны, для оценки дальнейших изменений, вызванных вулканической активностью;
- оценка текущей вулканической активности;
- геологическое опробование и изучение продуктов извержения вулкана;
- минералогическое и геохимическое опробование высокотемпературных фумарол (точек выхода горячего вулканического газа);
- всестороннее исследование отобранного материала.
Итоги реализации:
В ходе реализации проекта были успешно выполнены все поставленные задачи:
- выполнены первые работы по изучению продуктов вулканической деятельности извержения вулкана Алаид 2022 года;
- впервые построена цифровая модель рельефа кратерной зоны вулкана, выполненная на основе ортофотосъемки, которая позволит детально изучать дальнейшие изменения, связанные как с вулканической активностью, так и со склоновыми процессам;
- проведен анализ изменений, произошедших в кратере в период с 2023 по 2025 годы, связанных с остыванием и оседанием питающей магматической колонны;
- выполнена площадная температурная съемка кратера, построены схемы распределения температур в кратерной зоне;
- выполнено минералогическое опробование высокотемпературных фумарол, в которых происходят современные процессы минералообразования, проведена идентификация отобранных минералов;
- сделано детальное геологическое опробование продуктов извержения вулкана 2022 года;
- посчитаны мощности и объемы поступившего на поверхность магматического материала;
- проведено изучение продуктов отложений селевого потока на западном склоне вулкана, выполнена оценка объема тела селевого потока и площади увеличения о. Атласова.
В результате произведенных работ были сделаны следующие выводы:
1. Установлено, что в результате извержения кратер вулкана был полностью заполнен лавовым потоком объемом не менее 0,04 км³ и толщиной более 20 м в прикратерной части. В южной части кратера образовался новый шлаковый конус диаметром 350–370 м и высотой не менее 60 м, состоящий из тефры. Лавовые потоки, заполнившие вершинный кратер вулкана, спустились по склону до высоты порядка 800 м над уровнем моря. Тепловизионные исследования, а также прямые измерения температуры зафиксировали значительное снижение температуры в кратерной зоне с >550 °C в 2023 году до 300 °C в 2025 году, при этом локально сохранялась фумарольная активность.
2. В ходе полевых работ 2025 года был проложен маршрут вдоль береговой линии бухты Баклан до мыса Девятка для изучения лахарных отложений, спустившихся по южному склону вулкана Алаид и образовавших два крупных осадочных конуса в районе мыса Девятка. Обнаружено, что после образования осадочный конус претерпел значительные изменения, в основном связанные с процессами абразии и переносом прибрежного материала. В результате воздействия волн на отложения конуса сформировалась береговая линия, четко разделенная на две секции. Ближайшая к морю секция состоит из блоков и валунов неоднородных вулканогенных пород, вымытых из первоначальных лахарных отложений. При этом более мелкие фракции (гравий, песок) были перенесены на восток, образовав довольно большой пляж у подножия ранее скалистого берега мыса Девятка. Верхняя часть береговой линии представлена обрывом и небольшим осыпным участком под ним. Высота обрыва составляет от 2 до 4 метров. На нем обнажаются отложения лахаров, состоящие из несортированного, фрагментарного материала из неоднородных вулканогенных пород различного размера (от пыли до блоков). Высота края обрыва над уровнем моря составляет приблизительно 10 метров, а процессы оползней наблюдаются лишь в редких местах вдоль линии обрыва. Таким образом, в настоящее время можно сделать вывод о том, что береговая линия практически стабилизировалась, и благодаря мощному слою крупноблочных отложений в передней части берега дальнейшее активное абразивное разрушение отложений осадочного конуса должно прекратиться.
3. Продуктами извержения являются однородные высокоглиноземистые трахибазальты с высоким содержанием калия. Проведено сравнение состава пород извержения 2022 года с продуктами предыдущих исторических извержений, что позволило уточнить существующие геохимические тенденции. Лавовые потоки извержения 2022 года однородны по общему химическому и минеральному составу и состоят из клинопироксен-оливин-плагиоклазовых высокоглиноземистых трахибазальтов с высокой калиевой специфичностью, характерной для пород этого вулкана. Все изученные образцы имеют порфиритовую структуру, содержание фенокристов не превышает 20 об.%. Крупные фенокристы представляют собой таблитчатые кристаллы плагиоклаза диаметром до 2–3 мм с почти однородными ядрами, содержащими анортит в диапазоне An88-90, и тонкой (до 100 мкм) более натриевой каймой, иногда двухзонной (An88-90). Некоторые кристаллы демонстрируют почти полностью сглаженную пятнистую зональность. Кристаллы плагиоклаза содержат полностью девитрифицированные включения расплава, часто со следами усадочных пузырьков. Более мелкие (<0,5 мм) фенокристаллы и микролиты представлены ассоциацией оливин-клинопироксен-плагиоклаз-титаномагнетит. Мелкие кристаллы плагиоклаза, как и крупные, демонстрируют нормальную зональность, но их ядра несколько менее кальциевые (~An82). Краевые части и микролиты варьируют в диапазоне An64-70. Фенокристаллы оливина демонстрируют нормальную зональность, с Fo74-75 в ядрах и Fo69-70 в краях. Микролиты однородны внутри каждого кристалла (Fo62-68). Некоторые кристаллы содержат девитрифицированные включения расплава. Фенокристаллы клинопироксена (Mg# 69–73) демонстрируют почти полностью сглаженную ритмическую зональность, а мелкие микролиты однородны. Кристаллы оливина и клинопироксена имеют субмикронный железный край. Рудный минерал — титаномагнетит. Интерстициальное стекло трахитового состава полностью девитрифицировано.
4. Ранее описанные на острове Атласова минеральные образования, в том числе медные парагенезисы, широко развиты в прибрежной зоне всей восточной части острова, предположительно имеют вторичный генезис и представлены серыми, желтыми, голубыми и бирюзовыми минералами различных оттенков. Фумарольная минерализация лавового потока извержения 2022 г. в юго-восточной части кратера вулкана Алаид связана с наиболее прогретыми участками интенсивной дегазации и представлена пестрыми минеральными образованиями преимущественно белого и желтого цветов различных оттенков до рыжего бурого.
5. Высокотемпературное минералообразование, связанное с активным вулканизмом является источником новых и редких минералов и их ассоциаций; они описаны довольно фрагментарно для вулканических систем в целом, за исключением нескольких объектов, характеризующихся в этом отношении (вулкан Алаид к ним не относится). Цель исследования — представить первые результаты минералогического исследования нетипичных новообразований надсубдукционной зоны, обнаруженных у подножья вулкана Алаид (Курилские острова), которые были изучены с помощью электронно-микрозондового анализа и порошковой и монокристаллической рентгеновской дифрактометрии. Описаны следующие минеральные парагенезы: диопсид, андрадит, анортит, волластонит, эссенеит, вадалит, ронитоподобный минерал, флюорит, кальцит, апатит и атакамит. Парагенезы силикатов кальция, обнаруженные в вулканических системах, обычно интерпретируются как переработанные ксенолиты земной коры и, как правило, ассоциируются с вулканами, имеющими карбонатный фундамент. Однако карбонаты у подножия вулкана Алаид ранее не описывались. Хотя скарновая природа такого минерального парагенеза возможна, мы предполагаем важную роль высокотемпературных вулканических газов наряду с пирометаморфическим эффектом в процессе минералообразования на глубине или в приповерхностных условиях (фумаролоподобный тип в виде системы трещин и нор). Описанный минеральный парагенез ранее не был задокументирован, по крайней мере, для Северных Курильских островов. Детальное минералогическое исследование таких образований является одним из важных шагов в понимании функционирования магматических систем, циркуляции и трансформации природного вещества, а также процессов минералообразования.
Материалы, полученные коллективом по извержению вулкана Алаид 2022 года, представлены на научных конференциях и опубликованы в научных журналах по данной тематике, часть готовится к публикации. В настоящее время материалы по данному извержению опубликованы в 2 научных работах.
Сроки реализации:
01.01.2025 – 31.12.2025 г