Ученый практическими целями работы которого являются разработка методов предсказания извержений

Лит.: Горшков Г. С., Набоко С. И., Развитие русской вулканологии, «Геология и геофизика», 1967, № 10.

Вулканология

Вулканоло’гия (от вулканы и . логия), один из разделов динамической геологии. Изучает процессы и причины образования вулканов, их развитие, строение и состав продуктов извержений (лавы, газы и др.), закономерности размещения вулканов на земной поверхности, изменения характера их деятельности во времени. Практической целью В. является разработка методов предсказания извержений и использования вулканического тепла горячих вод и пара для нужд народного хозяйства. В. для решения теоретических и практических задач использует данные геологии, геотектоники, геофизики, геохимии, физико-химии и петрологии. В комплексе этих знаний В. участвует в решении общих теоретических вопросов геологических наук: об источниках вулканической энергии, условиях эволюции магмы, размещении магматических глубинных и промежуточных очагов, роли вулканизма в формировании земной коры и пр.

Первые сведения о В. относятся к середине 1-го тыс. до н. э. (Гераклит — 6 в. и Аристотель — 4 в., Греция; Страбон — 1 вв. и Плиний Младший — 1 в., Рим). Страбон описал извержение вулкана Каймени (Санторин), происшедшее в 196 до н. э., а Плиний Младший — катастрофическое извержение Везувия в 79, очевидцем которого он был. В 1842 было организовано специальное научное учреждение — вулканологическая обсерватория, построенная на склоне вулкана Везувий. Её создание явилось началом всестороннего изучения вулканической деятельности. В 1911 была создана вулканологическая обсерватория на вулкане Килауэа на Гавайских островах. Затем появилась обсерватория в Индонезии и целый ряд обсерваторий и станций в Японии.

В СССР В. развивалась учёными Ф. Ю. Левинсон-Лессингом, А. Н. Заварицким, В. И. Влодавцем. Вулканологические учреждения были созданы в 1935 в первую очередь на Камчатке. Существовавшая с 1945 в Москве лаборатория вулканологии в конце 1962 преобразована в институт вулканологии (Петропавловск-Камчатский). Кроме упомянутых учреждений, вулканологические исследования производятся лабораторией вулканологии Сахалинского комплексного научно-исследовательского института, а также геологическими институтами Армении, Грузии и др. Исследования советских вулканологов занимают видное место в работе Международной ассоциации вулканологов.

Наблюдения и исследования в области В. печатаются в специальных изд. АН СССР: «Бюллетень Вулканологической станции. АН СССР» (с 1937) и «Труды Института вулканологии» (с 1940). Из специальных международных изд. печатался с 1914 по 1938 журнал «Zeitschrift für Vulkanologie» с приложениями к нему; с 1924 издаётся «Bulletin Volcanologique» — орган Международной ассоциации вулканологии; с 1932 — «Bulletin of the Volcanological Society of Japan».

Лит.: Заварицкий А. Н., Начало русской вулканологии, в кн.: Юбилейный сборник, посвященный тридцатилетию Великой Октябрьской социалистической революции, ч. 2, М. — Л., 1947; Меняйлов А. А., Вулканология, в сб.: Развитие наук о Земле в СССР, М., 1967; Macdonald G. A., Volcanology, «Science», 1961, v. 133, № 3454, p. 673—79; Vlodavets V. I., Achievements of modern geological volcanology and ist trends, «Earth — Science Reviews», 1966, v. 2, № 3, p. 181—97.

Вулканы

Вулка’ны (по имени бога огня Вулкана), геологические образования, возникающие над каналами и трещинами в земной коре, по которым извергаются на земную поверхность из глубинных магматических источников лавы, горячие газы и обломки горных пород. Обычно В. представляют отдельные горы, сложенные продуктами извержений (рис.).

В. разделяются на действующие, уснувшие и потухшие. К первым относятся: В., извергающиеся в настоящее время постоянно или периодически; В., об извержениях которых существуют исторические данные; В., об извержениях которых нет сведений, но которые выделяют горячие газы и воды (сольфатарная стадия). К уснувшим относят В., об извержениях которых нет сведений, но они сохранили свою форму и под ними происходят локальные землетрясения. Потухшими называются сильно разрушенные и размытые В. без каких-либо проявлений вулканической активности.

В зависимости от формы подводящих каналов В. разделяют на центральные и трещинные.

Глубинные магматические очаги могут находиться в верхней мантии на глубине порядка 50—70 км (В. Ключевская Сопка на Камчатке и Килауэа на Гавайских островах) или в земной коре на глубине 5—6 км (В. Везувий, Италия) и глубже.

Вулканические явления. Извержения бывают длительными (в течение нескольких лет, десятилетий и столетий) и кратковременными (измеряемые часами). К предвестникам извержения относятся вулканические землетрясения, акустические явления, изменения магнитных свойств и состава фумарольных газов и другие явления. Извержение обычно начинается усилением выбросов газов сначала вместе с тёмными, холодными обломками лав, а затем с раскалёнными. Эти выбросы в некоторых случаях сопровождаются излиянием лавы. Высота подъёма газов, паров воды, насыщенных пеплом и обломками лав, в зависимости от силы взрывов, колеблется от 1 до 5 км (во время извержения В. Безымянного на Камчатке в 1956 она достигла 45 км). Выброшенный материал переносится на расстояния от нескольких до десятков тыс. км. Объём выброшенного обломочного материала порой достигает нескольких км 3 . При некоторых извержениях концентрация вулканического пепла в атмосфере бывает настолько большой, что возникает темнота, подобная темноте в закрытом помещении. Это имело место в 1956 в посёлке Ключи, расположенном в 40 км от В. Безымянного. Извержение представляет собой чередование слабых и сильных взрывов и излияний лав. Взрывы максимальной силы называются кульминационным пароксизмом. После них происходит уменьшение силы взрывов и постепенное прекращение извержений. Объёмы излившейся лавы — до десятков км 3 .

Типы извержений. Извержения В. не всегда одинаковы. В зависимости от количественных соотношений извергаемых вулканических продуктов (газообразных, жидких и твёрдых) и вязкости лав выделены 4 главных типа извержений: эффузивный, смешанный, экструзивный и эксплозивный, или, как их чаще называют, соответственно — гавайский, стромболианский, купольный и вулканский. Гавайский тип извержения, создающий чаще всего щитовидные вулканы, отличается относительно спокойным излиянием жидкой (базальтовой) лавы, образующей в кратерах огненно-жидкие озёра и лавовые потоки. Газы,

Источник

Как новые технологии помогают предсказать извержение вулкана?

Сегодня на нашей планете насчитывается около 300 активных вулканов, которые могут начать извергаться в любой момент. Горячая лава и вулканические газы способны застать людей врасплох и уничтожить целые поселения. Одна из таких катастроф произошла в 2004 году на тихоокеанском острове Манам. Из-за случившегося землетрясения, около 9 000 человек были вынуждены эвакуироваться на ближайший материк. Все их дома и сельскохозяйственные посевы были уничтожены, поэтому после извержения их пришлось создавать заново. Чтобы быть быть готовыми к таким последствиям, извержения вулканов важно своевременно предсказывать. Ученые уже неплохо с этим справляются, изучая вулканы в ходе экспедиций и изучая спутниковые фотографии. Но что делать, если подъем на вулкан слишком опасен, а спутники справляются с задачей не слишком хорошо?

Извержение вулкана может стать причиной больших проблем

Извержение вулкана Манам

Упомянутый выше вулкан Манам является одним из тех, чьи извержения сложнее всего предсказать. Он расположен на одноименном острове шириной всего 10 километров. Самое первое из зарегистрированных извержений датируется 1616 годом. Смесь из вулканических газов, пепла и обломков пород иногда доходят до морского побережья. То есть, при извержении население каждый раз важно как можно быстрее эвакуировать. Надежды на то, что дома людей уцелеют, практически не остается. В 2004 году там произошло извержение с серьезными последствиями. Не удивительно, что после катастрофы на остров мало кто вернулся. А вернувшиеся с трудом построили новые жилища.

Прогноз извержения вулкана

Ученые уже придумали множество способов предсказания извержений вулканов. О них я рассказывал в статье про самый активный вулкан Исландии, извержение которого может произойти совсем скоро. Есть как минимум 3 признака скорого извержения вулкана:

во-первых, поблизости могут случаться землетрясения;
во-вторых, поверхность вулкана начинает вздуваться, что говорит о накоплении под ним лавы;
в-третьих, над вулканом образуется высокая концентрация диоксида серы.

Манам и ему подобные вулканы имеют очень крутые склоны, поэтому ученые не могут подняться наверх и взять образцы воздуха. А вздутия иногда трудно заметить на спутниковых снимках из-за высокой облачности. По данным научного издания ScienceAlert, эти проблемы можно решить при помощи летающих дронов. Их созданием долгое время занимались британские ученые и недавно они поделились результатами проведенных ими исследований.

Исследователи и дрон для изучения активности вулканов

Созданные ими беспилотники в общей сложности пролетели более 6 километров, причем часть пути они были вне поля зрения исследователей. Во время полетов, аппараты делали снимки двух кратеров вулкана Манам и изучали состав воздуха над ним. К тому же, они собирали образцы воздуха, чтобы исследователи могли изучить их самостоятельно. Видимо, это было необходимо для того, чтобы сравнить результаты анализов. Ведь вдруг установленные на борту беспилотника датчики врут? Судя по всему, они все правильно изучили.

Что известно о вулканах?

Благодаря беспилотникам, ученым удалось выяснить, что в период с октября 2018 года по май 2019 года концентрация газов над вулканом действительно повысилась. Научная работа проводилась в прошлом году, поэтому сейчас известно, что вскоре после взятия анализов вулкан действительно активизировался. То есть, основанные на собранных беспилотниками данных прогнозы оказались верными. Вдобавок, ученым удалось обнаружить, что ежедневно вулкан выбрасывает в воздух 3700 тонн углекислого газа. А ведь его скопления приводят к возникновению парникового эффекта, из-за которого развивается глобальное потепление. Получается, что вулканы тоже вредят природе. Правда все равно не так сильно, как люди.

Извержение вулкана из космоса выглядит примерно так

Когда летающие дроны начнут массово использоваться для предсказания извержений вулканов, пока неизвестно. Но свою эффективность они уже вполне доказали. Они могут легко добираться до вершин вулканов и фиксировать вздутия не беспокоясь об облаках, которые находятся выше летательных дронов. Со взятием проб они тоже хорошо справляются, так что исследователям лезть на вершины вулканов не нужно. Да и использование дронов должно стоить дешевле рискованной работы вулканологов.

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал. Там вы найдете анонсы свежих новостей нашего сайта!

Если вовремя предсказывать извержения вулканов, можно избежать ужасных последствий. О том, причиной каких бед могут стать вулканы, можно почитать в этом материале.

Источник

Опыты краткосрочного прогнозирования извержения вулканов на основе мониторинга KaY-волны.

УДК 550.343.62: 550.343.64

Опыты краткосрочного прогнозирования извержения вулканов на основе мониторинга KaY-волны.

Ягодин Александр Петрович.

Геофизик. Главный научный сотрудник.

Хайфская лаборатория предупреждения землетрясений (частная).

Geophysicist. Chief Researcher.

Haifa earthquake predicting laboratory (private).

Актуальность работы. Извержения вулканов предсказывались только на основании наблюдений локальной сейсмичности, состояния и физических параметров земной коры и вулкана в зоне близкой к вулкану и «вулканического дрожания» -длительных сейсмических явлений в зоне вулкана. Полученные результаты позволяют по-новому взглянуть на природу волны Козырева-Ягодина, позволяют дать точный краткосрочный прогноз будущего извержения за несколько суток до его начала по точным измерениям KaY-волны.

Relevance of research. Volcanic eruptions were predicted only based on observations of local seismicity, the state and physical parameters of the earth’s crust and volcano in the zone close to the volcano and by «volcanic tremor» — seismic phenomena in the volcano zone. The obtained results allow us to take a fresh look at the nature of the Kozyrev-Yagodin wave, make it possible to give an accurate short-term forecast of the future volcano eruption several days before its onset by accurate measurements of the KaY-wave.

Цель работы. Нахождение надежного предвестника, физически связанного с извержением вулкана, обеспечивающего прогноз места и времени будущего извержения за десятки часов, несколько суток до начала извержения. Как и в случае землетрясений, при постановке сети станций с шагом 500 – 1000 км, и количеством станций не менее 5, метод обеспечивает достоверность близкую к 100%. Характерная осциллограмма пачки пиков аномалии, прогнозирующей будущее извержение также обеспечивает высокую достоверность прогноза.

В медицине зарегистрирован факт повышенной болевой чувствительности к низким частотам (акустическим, механическим вибрациям, магнитным полям) женщины из Калифорнии – Шарлотты Кинг. Этот болевой синдром называется синдромом Шарлотты.

На своем сайте она описала сильные болевые ощущения за несколько часов до извержения вулкана в сотнях километрах от ее местонахождения. Отмечены реакции ее организма и перед извержениями вулканов на дальностях более 1000 км.

Это говорит о том, что между землетрясениями и извержениями вулканов есть сходство в проявлении низкочастотной волны. Последующие опыты автора показали, что, как и в случае землетрясений, мы имеем дело с волной, движущейся со скоростью в 100 км/час к месту будущего извержения. Аномалии отличаются формой сигнала и длительностью пачки пиков.

Во время полугодовых испытаний Системы краткосрочного прогноза землетрясений были отмечены особые пачки пиков небольшой, но одинаковой амплитуды с длительностью пачки в десятки минут, что не было характерно для аномалий, прогнозирующих землетрясения.

Для поиска причины, с которой могли быть связаны эти аномалии, критерием было выбрано постоянное отношение расстояния от датчика до места катастрофы к промежутку времени, между засечкой пиков аномалии и началом извержения вулкана.

Вот некоторые из произведенных исследований связи о которых я сообщал в РЭС о появлении пиков аномалий.

Рис 1. Таблица сравнения данных времени прохождения предвестника (KaY-волны особой формы) и данных об извержении вулканов, которые предвещали эти предвестники.

Из таблицы хорошо видно:

1. Скорость перемещения волны, обладающей особой осциллограммой совпадает со скоростью KaY-волны.

2. Предсказание извержений вулканов даже более достоверно, чем землетрясений, так-как форма осциллограммы исключает ошибку из-за помех. Относительно меньшее количество вулканов в единицу времени делает редкими наложения аномалий и упрощает интерпретацию.

Рис 2. Сравнение формы пиков, прогнозирующих землетрясение и прогнозирующих извержение вулкана

Слева пик обычной KaY-волны.

Справа – пик – предвестник будущего извержения вулкана.

(22.05.2013. Коста-Рика. Извержение вулкана Турриальба)

Особое подтверждение реальности прогноза можно отметить для случая, который является крайне редким, в котором в одни сутки на Камчатке произошло извержение пяти вулканов.

На аномалиях, которые были зарегистрированы в Хайфе за четыре дня до этих извержений так же можно видеть четыре пика (на графике выделены зоны положения пиков на оси времени). При этом один из пиков (второй слева) в два раза шире остальных. Это говорит о том, в некоторых случаях пики могут быть «слиты», наложены один на другой.

Рис-3. Пример аномалий 4 пиков за одни сутки (14.04.2014), прогнозирующих извержение 5 вулканов в одни сутки (18-04-2014).

Пики были записаны 14 апреля 2014.

Сообщение из прессы. «18 апреля 2014 г.: «На Камчатке… сразу пять вулканов на полуострове решили начать извергаться одновременно. Если перечислять их с севера на восток, то выстроится цепочка из Шивелуча, Ключевской Сопки, Безымянного, Кизимена и Карымского.»» (http://www.planetanovosti.com/news/pjat_kamchatskikh_vulkanov_nachali_odnovremennoe_izverzhenie/2014-04-18-6849 )

О результатах исследований было сделано сообщение на заседании РЭС.

Выписка из Протокола заседания Российского экспертного совета по прогнозу землетрясений, оценке сейсмической опасности и риска (по итогам 2014 года).

Заседание состоялось 27 января 2015 г. на Николоямской ул. 51.

Присутствовали: А.В.Николаев (председатель Совета), Г.А.Соболев (заместитель председателя), А.А.Маловичко, (заместитель председателя), Г.М.Нигметов (заместитель председателя), А.И.Рузайкн (ученый секретарь), Е.А.Рогожин……

15. Сообщение Э.Г.Мирмовича и А.П.Ягодина. Сообщение сделал Мирмович. Дал информацию о методе краткосрочного прогноза сильных землетрясений, в основе которого изучение низкочастотной KaY-волны, возникающей в дальней от эпицентра зоне (тысячи километров). Скорость волны около 100 км/час, движение направлено на эпицентр. Это дает возможность предсказания сильного землетрясения по данным наблюдений нескольких станций… Имеется положительный опыт, полученный в течение 5 лет.

KaY-Волна наблюдалась и перед извержением вулкана на Камчатке, 16 октября Ягодин послал сообщение Николаеву за сутки до извержения. Израильское правительство относится к этим исследованиям недоверчиво, тем более, что они не касаются территории Израиля.

На заседании приняты следующие Решения:

1. Принять к сведению доклады, заслушанные на заседании РЭС.….

Метод рекомендован для проведения НИР:

В настоящее время у автора отсутствуют станции для продолжения работ, но можно продемонстрировать интересные результаты последних дней. Пики записаны на датчике у автора статьи и сообщение о будущем извержении были отправлены Председателю РЭС проф. Е.А. Рогожину за четыре дня до этих извержений на Камчатке.

Рис-4. Запись аномалии, прогнозирующей извержение 2 вулканов на Камчатке.

«В ночь на 8 сентября два вулкана на Камчатке выбросили столбы пепла на несколько километров в высоту. Об этом сообщили в Камчатской группе реагирования на вулканические извержения (KVERT).

По данным наблюдателей, вулкан Шивелуч дважды за сутки выбросил пепел — на 8 и 10 км в высоту..»

На записи аномалии видно, что один из вулканов будет извергаться дважды…

По записи от 15 сентября 2017 года можно предположить, что аномалия прогнозировала извержение вулкана…

Согласно расстоянию от датчика в Хайфе до Мексики и скорости волны, через 120 часов после аномалии в Мексике произошло извержение расположенного неподалеку от столицы вулкана Попокатепетль.

Рис-5. Запись аномалии, прогнозирующей извержение вулкана Попокатепетль.

Учитывая крайнюю важность прогнозирования вулканов и супервулканов эти опыты имеют очень большое значение для точного краткосрочного прогнозирования извержения вулканов с получением достаточного резерва времени для эвакуации граждан.

Источник