ИСТИНА

Эксплозивные вулканические извержения могут влиять на климат в планетарном масштабе и приводят к наибольшему числу жертв и разрушений. Поэтому, одна из наиболее актуальных задач вулканологии - детальное изучение процессов, происходящих в магматическом очаге при подъеме и накоплении магмы при подготовке и развитии эксплозивных извержений, и установление связи этих процессов с регистрируемыми сейсмическими событиями. Быстро развивающиеся методы петрохронологии позволяют установить временные диапазоны кристаллизации отдельных зон минералов и связать их с изменением температуры, давления и состава магматического расплава (в том числе, содержания летучих компонентов) в очаге. Цель данного проекта - выявление связи между петрологическими процессами, происходящими в очаге при подготовке эксплозивного извержения, и регистрируемыми сейсмическими событиями. В качестве опорного объекта исследования рассматривается вулкан Безымянный (Камчатка). Детальная сейсмическая сеть (13 сейсмометров) работала на вулкане с июля 2017 по июль 2018 и зафиксировала все сейсмические события, связанные с эксплозивным извержением вулкана в декабре 2017 года. Продукты этого извержения для петрологического изучения были отобраны из свежего пирокластического потока в июле 2018 года. В рамках проекта предполагается детальное изучение зональности двух главных породообразующих минералов (плагиоклаза и ортопироксена) и включений в этих минералах для определения последовательности событий, происходивших в магматической системе вулкана. Впервые интерпретация этих данных будет проводиться совместно с интерпретацией данных детального сейсмического мониторинга. Проверку выявленных закономерностей планируется провести на других эксплозивных извержениях, которые могут произойти во время выполнения проекта.

Volcanic explosive eruptions have influence to climate in the world-scale and lead to disasters with many victims. One of the most important tasks of volcanology is detailed study of processes in magmatic chambers during final stages of magma accumulation and uprising just before eruptions. Rapidly developing petrochronology methods allow reconstruct the time intervals of crystallization of individual zones in minerals and link these intervals with changes in temperature, pressure and magmatic melt composition. On the other hand, modern systems of seismic monitoring allow localize dynamics of magma migration with high precision and determine zones of magma degassing. The main goal of the project is detection of explosive eruption preparation on the basis of complex analysis of petrological and seismological data. We propose Bezymyanny volcano with regular explosive eruptions as a main object of the study. Seismic network with 10 temporary and 3 permanent stations operated in the vicinity of the volcano for one year (from 2017, July to 2018, July). All these stations record unique information during preparation and realization of powerful explosive eruption in 2017, December. Petrological material for the study was selected from fresh pyroclastic flow in 2018, July. We suppose detailed investigation of zoning in two rock-forming minerals (Plagioclase and Orthopyroxene) as well as fluid and solid inclusions in these minerals to establish sequence of events which took place in the magmatic system of the volcano. For the first time, interpretation of these petrological data will be interpreted in connection to analysis of detailed seismic data with precise localization of seismic events in the magmatic chamber and tomographic model for upper crust under Bezymyanny volcano. Revealed patterns will be checked during future explosive eruptions, which will occur during this project with high probability.

Будет получена внутренне согласованная петрологическая и сейсмическая картина подготовки крупного эксплозивного извержения на примере вулкана Безымянный (Камчатка) и детально описаны механизмы подготовки и реализации эксплозивного извержения. Это существенно углубит понимание процессов, происходящих в субвулканических условиях, и позволит улучшить методы прогноза эксплозивных извержений островодужных вулканов. Понимание процессов, связанных с подъемом и дегазацией магмы, позволяет оценить масштабы переноса и накопления рудных компонентов (в частности, меди (Давыдова и др., 2017)), что может принципиально важно для понимания генезиса вулканогенных месторождений порфирового типа.

1)представительная коллекция продуктов извержения 20 декабря 2017 года (была отобрана в ходе полевых работ в июле 2018 г.) 2)непрерывные сейсмические записи с 10 временных сейсмических станций и всех постоянных станций КФГС в районе исследования за период с июля 2017 по июль 2018 гг. Группа И.Ю. Кулакова имеет богатый опыт изучения вулканов сейсмологическими методами. Им разработан алгоритм локальной пассивной томографии LOTOS (Koulakov, 2009), который активно используется многими исследователями во всем мире (более 150 ссылок в Google Scholar). С помощью этого алгоритма построены томографические модели для множества вулканов мира. Различные методы петрохронологии применяются авторами уже более 10 лет. Для шести извержений вулкана Безымянный (2006-2012 гг) по диффузионным профилям в ортопироксене было определено время, прошедшее от формирования более магнезиальной зоны (поступление свежей порции магмы в очаг) до извержения[Давыдова, Щербаков, Плечов, 2018]. Для крупных эксплозивных извержений это время не превышает 2 месяцев, что хорошо согласуется с данными для извержения 1956 года[Плечов и др., 2008] и имеющимися сейсмическими данными. Для вулкана Безымянный имеется обширная коллекция образцов, собранных во время полевых сезонов 1996-2018 годов. На основе комплексного изучения мафических включений охарактеризованы магмы среднекорового очага, периодически подпитывающего основной магматический резервуар (Давыдова и др., 2017). Отработана методика оценка времени формирования высокомагнезиальных кайм кристаллов ортопироксена, характеризующего время поступления свежих порций магмы в очаг, питающий современные извержения (Давыдова и др., 2018), отработана методика изготовления индивидуальных препаратов с ориентированными разрезами кристаллов плагиоклаза.