Можно ли предсказать землетрясения и извержения вулканов? Что же происходит в пределах Тихоокеанского огненного кольца? Об этом рассказал Алексей Озеров, — член-корреспондент РАН, доктор геолого-минералогических наук, директор Института вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИВиС ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский).
Алексей Юрьевич, извержение вулкана Безымянный в конце июля этого года было предсказано специалистами ИВиС ДВО РАН. Что помогло сделать такой точный прогноз?
Алексей Озеров: Одна из главных задач Института вулканологии и сейсмологии — прогноз извержений, а вторая и более сложная — определение их механизма.
Сотрудники нашего института предсказали самое большое количество извержений, начиная с блестящего прогноза событий на вулкане Толбачик в 1975 году. Затем последовали точные прогнозы извержений вулкана Ключевской в 1983 и 1987 годах, далее — вулканов Шивелуч, Карымский, Безымянный.
У нас есть понятие о глубинных процессах, предшествующих извержению. В недрах Земли происходят вулканические землетрясения небольшой силы, они плотно «прижаты» друг к другу во времени и пространстве и формируют так называемые рои. Существуют поверхностные предвестники: происходят деформации земной поверхности, фиксируемые специальными приборами. Благодаря спутникам, обеспечивающим нас снимками, в том числе в инфракрасном диапазоне, можно увидеть конкретные зоны повышенных температур. С помощью режимного мониторинга отслеживаются изменения состава выделяющихся газов, которые также могут свидетельствовать о подготовке вулкана к извержению. Таким образом, анализ результатов комплексных исследований позволяет делать прогнозные оценки с высокой степенью надежности.
Предсказание извержения вулкана Безымянный — результат целенаправленной деятельности по мониторингу состояния вулкана. Учитывались такие факторы, как интенсивная сейсмическая активность, сход многочисленных раскаленных лавин по склону, яркие термоаномалии на инфракрасных спутниковых снимках. В сочетании с накопленным опытом и знаниями о предыдущей истории вулкана это позволило сделать выводы об усилении его активности и приближающемся извержении.
Задачи наших прогнозов — не только научные. Важна их практическая значимость, в том числе обеспечение безопасности. В зонах, подверженных воздействию вулканических извержений, находятся города, поселки, жизненно важные объекты социально-экономической инфраструктуры нашего полуострова. Над Камчаткой проходят многочисленные маршруты авиатранспорта, в том числе международные. В результате извержений выбрасывается огромный объем пирокластического материала, пепел поднимается на 12-20 километров, его шлейфы протягиваются на тысячи километров. Предсказать извержение, оценить возможные последствия, смоделировать пути распространения лавовых, грязекаменных потоков, пепловых облаков, предупредить об этом власти и население — значит, сохранить сотни тысяч жизней. Ради этого мы и делаем свою работу.
С момента первого успешного прогноза извержения прошло полвека. Сейчас эту работу выполнять легче?
Алексей Озеров, — член-корреспондент РАН, доктор геолого-минералогических наук, директор ИВиС ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский
АО: Конечно! Люди, которые предсказали событие на Толбачике, имели гораздо меньше технических возможностей, чем мы сегодня. Тогда на сейсмических станциях сидели по два оператора, обрабатывали километровые ленты сейсмографов, передавали информацию с помощью радиостанций. Гипоцентры землетрясений определяли вручную.
Сейчас мы получаем данные в режиме реального времени. Благодаря современному оборудованию, степень надежности прогнозирования стала выше, появляется больше возможностей заранее предвидеть наступление более редких событий.
По рекомендации ученых закрыт ряд популярных туристических маршрутов, в том числе к вулкану Мутновский. Как оценивают ученые его нынешнее «поведение»?
АО: Считаю Мутновский одним из самых красивых вулканов. Он относительно легко доступен, сюда можно за несколько часов доехать и подняться к вершине пешком. Здесь есть и фумаролы, и ледники, и воронки, и активный кратер, и склоны очень яркие.
На этом вулкане я впервые побывал в 1980-м, будучи еще студентом Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. Тогда этот район люди практически не посещали. Позже сюда стали добираться чаще, сложились маршруты, а в последние годы сильно увеличился поток туристов.
Проблема в том, что у этого вулкана очень крутые (60-70°) и очень рыхлые склоны, там постоянно сходят лавины, открываются трещины и по склонам катятся вниз огромные блоки породы. Лавины могут перекрыть единственную тропу, по которой туристы ходят в кратер вулкана. Так было в 2021 и 2022 годах. Представьте: размер обломков достигает 10 на 15 метров, обвал такой мощности может похоронить десятки людей одновременно, и найти их потом уже невозможно. В целом обстановка в районе вулкана неблагоприятная: здесь часто бывают штормовые ветра, обильные осадки, туманы, пурги, сильная загазованность ввиду интенсивной фумарольной активности, ртутные аномалии, извержения.
ИВиС ДВО РАН ведет постоянные наблюдения за Мутновским. Там регулярно бывают наши полевые отряды, устанавливают аппаратуру, производят измерения, аэрофотосъемку с помощью квадрокоптеров, отбор проб. Конечно, необходимо расширять научные и прикладные исследования этого вулкана, что мы, собственно, и собираемся делать. О полученных данных информируем и правительство Камчатского края, и туристические компании. Еще в 2021 году мы предупреждали, что движение к кратеру вулкана Мутновский и хождение по тропе смертельно опасны. Нам не доставляет удовольствия присваивать такие статусы природным объектам, представляющим огромный научный и туристический интерес. Но нахождение в этой зоне сотен людей многократно повышает опасность их гибели.
На аэрофотоснимках четко видны трещины в склонах, а также нависающие обвальные массы, которые в любой момент могут сорваться, уничтожая все на своем пути. Кроме того, в последнее время сейсмическая активность под вулканом усилилась. Обвалы там продолжатся, и мы не исключаем вероятности извержения. Все это подтверждает, что сейчас Мутновский должен быть закрыт для туристов.
Нам приходится принимать участие в совещаниях на разных уровнях, в присутствии как представителей краевых властей, так и различных заинтересованных лиц и организаций. Руководители туристических компаний, журналисты временами устраивают настоящие баталии, пытаются опротестовать наши данные и выводы. Но в итоге, к счастью, с нашим мнением считаются. К нам обращаются с вопросами по тем или иным объектам, находящимся в пределах нашей компетенции. Сотрудники института входят в экспертные советы, рабочие группы. По запросам агентств они выезжают в районы, производят обследование территории с помощью портативной аппаратуры и БПЛА и составляют заключения о возможной опасности.
Фото: Виктор Фролов ИВис ДВО РАН
Какие вулканы Камчатки и Курил наиболее опасны для жителей и экономики Дальнего Востока?
АО: Самые опасные — те, которые расположены недалеко от населенных пунктов и жизнеобеспечивающих объектов. На севере Камчатки — это вулканы Шивелуч, Ключевской, Безымянный. Их извержения происходят довольно часто, многие из них носят пароксизмальный характер и очень опасны как для населения, так и для авиатранспорта.
Южнее находится Карымский, извержения которого также весьма опасны для авиации. Далее расположены вулканы Жупановский и Авачинско-Корякской группы. В непосредственной близости от Авачинского и Корякского — города Петропавловск-Камчатский, Елизово и Вилючинск. Расстояние от вулканов до населенных пунктов — 20-25 километров. В районе, подверженном их влиянию, — аэропорт, автодороги, газопровод, водоводы, коммуникации. Конечно, в случае извержения воздействие на инфраструктуру Камчатского края, на население может быть очень значительным.
Мы надеемся, что в ближайшее время удастся установить на вулканах Авачинский и Корякский аппаратуру, которая позволит заблаговременно увидеть начинающиеся процессы, свидетельствующие о готовящемся извержении, внести данные в модель деятельности вулкана и сообщить необходимую информацию правительству края и в другие инстанции для принятия соответствующих административных решений.
Далее на юг располагаются опасные вулканы Вилючинский, Горелый и Мутновский. На самом юге полуострова обстановка более спокойная, здесь находятся несколько потухших вулканов, но есть и активные, например, Камбальный.
На Курильских островах также располагается целый ряд активных вулканов. Их исследования сильно затруднены в связи с отсутствием регулярного транспортного сообщения. Особую опасность и большой интерес представляет, например, вулкан Эбеко, расположенный на острове Парамушир и несущий прямую угрозу городу Северо-Курильск. Его извержение продолжается уже более восьми лет, пепловые выбросы происходят по несколько раз в сутки и часто достигают населенных пунктов. Многие вулканы расположены на необитаемых островах, но их извержения наносят существенный ущерб как наземным, так и водным экосистемам, могут оказывать негативное влияние на районы, где проходят морские судоходные пути. Поэтому, несомненно, необходимо развивать научные исследования в этих районах, увеличивать приборную базу, обеспечивать транспортные возможности для ученых.
Фото: Дмитрий Мельников ИВиС ДВО РАН
В чем научный и практический интерес изучения Эбеко?
АО: Вулкан достаточно сложный и малоизученный. Там происходит редкий тип извержения: пепловые облака от андезитового вулкана поднимаются через некоторые квазипериодические интервалы. Иногда они бывают более сильные, иногда более слабые. Но в целом доставляют немало неприятностей жителям Северо-Курильска. Механизм этого извержения и регулярных газовых выбросов не изучен. Наши сотрудники по возможности ведут наблюдения и исследуют деятельность этого вулкана и связанные с ней процессы, но, повторяю, для детального изучения необходимо более существенное оснащение работ высокотехнологичными приборами, а также увеличение штата соответствующих специалистов.
Вы побывали на всех вулканах Камчатки. Есть у вас любимцы?
АО: У меня любимых вулканов много, я обладаю вулканической полигамией.
Мой первый вулкан — Горелый. В студенчестве работал там — взрывы, пепел. Интересно! Попал под бомбы во время одного из извержений и сказал: «Хватит! Только сумасшедшие люди работают на вулканах». А уже через год распределился на работу в Институт вулканологии.
Потом был Ключевской, я его называю «сверхактивный красавец-гигант» и написал о нем книгу. Безымянный — да, конечно, был и там. Высаживался на купол Шивелуча. На Карымском работал лет семь, там тоже невероятно красиво. На Мутновский ходил много раз, а на Авачинском вновь был в прошлое воскресенье.
Все они разные. Кстати, вулканы не только по-разному извергаются, они даже «спят» по-разному. А наша задача — на этих разных вулканах находить общие закономерности. Я руковожу группой моделирования вулканических извержений, созданной недавно для изучения механизмов их действия. В институте мной построена уникальная 18-метровая (шесть этажей!) лабораторная установка, которая моделирует процессы, происходящие на базальтовых вулканах. В настоящее время конструируется установка для андезитовых. И еще хотим понять, как работают риолитовые вулканы, деятельность которых приводит к формированию крупных кальдер.
Что в жизни вулканов остается загадкой для вулканологов?
АО: Мы знаем много, но далеко еще не все. Почему одни вулканы извергаются равномерно, другие — периодически, третьи — эпизодически? Что происходит в магматических потоках, которые поднимаются по подводящим каналам? Как можно выбросить бомбу диаметром в один метр на высоту в один километр? А этих бомб вылетает из кратера по 30 штук одновременно в течение нескольких суток. Как происходят глубинные землетрясения? Как формируется магма и как она движется к поверхности, превращаясь из тонких составляющих в крупные потоки?
Это все загадки, и эти явления пока не описаны ни физикой, ни химией, ни математикой. Тех знаний, которыми мы сегодня обладаем, достаточно, чтобы ставить задачи, формулировать их и проводить эксперименты для понимания процессов, приводящих к тем или иным явлениям на вулканах. Но их недостаточно, чтобы полностью открыть механизм вулканизма. Нужны дополнительные данные, дополнительные приборы, дополнительные люди, дополнительные знания. Ну и еще удача вместе с интуицией. Если все это будет, то мы непременно придем к устойчивому развитию как науки, так и всех сфер деятельности Камчатки, Дальнего Востока и всей нашей замечательной Родины.