С.А. Федотов

1 сентября 1935 г. в поселке Ключи возле гигантской Ключевской группы вулканов открылась Камчатская вулканологическая станция АН СССР. Этот день, положивший начало непрерывным наблюдениям за камчатскими вулканами, принято считать днем рождения советской вулканологии.

В круг задач вулканологии, как известно, входит изучение вулканической и магматической деятельности на Земле, других планетах и их спутниках. Подчеркивая значение вулканологии в системе наук о Земле, известные американские исследователи X. Уильямс и А. Макбэрни писали: “Почти каждая частица земной коры, морей и атмосферы происходит из расплавленных жидкостей, поднявшихся из земных глубин. Изучение магматических и вулканических процессов и их роль в эволюции планеты долгое время являются центральной проблемой геологии, но наука едва начала объяснять даже наиболее существенные свойства этих процессов” [4].

Видимо, первые научные наблюдения за извержением вулкана были сделаны римлянами Плинием Старшим и его племянником Плинием Младшим 24 августа 79 г. В день катастрофического извержения Везувия Плиний Старший - начальник римского флота и ученый, автор 37 книг “Естественной истории” - попытался вывезти на судах обитателей вилл с побережья Неаполитанского залива. На побережье уже густо падали пепел и камешки пемзы. После высадки Плиний Старший погиб, задохнувшись в облаке вулканических газов. Позднее Плиний Младший точно описал извержение в двух своих письмах [3]. В его честь подобные извержения, при которых мощная струя вулканических газов, пепла, пемз, шлаков и бомб бьет на высоту до 10 км и более, называются плинианскими.

Развитие отечественной вулканологии связано с освоением восточных окраин России. Мы помним и чтим знаменитого исследователя Камчатки С.П. Крашенинникова, описавшего в 1755 г. “огнедышащие горы Камчатки и происходящие от них опасности” [2].

Во второй половине XVIII в. большинство геологов придерживалось теории “нептунизма”, считавшей вулканические извержения экзотическими явлениями, которые происходят из-за подземных пожаров угля. Это учение утверждало, что все горные породы образовались из осадков на дне первичного океана, причем первыми выпадали в осадок граниты.

В конце XVIII в. среди немногих противников нептунизма был Д.А. Голицын - видный дипломат и разносторонний ученый, член академий России, Голландии, Бельгии, Швеции, Лондонского королевского общества, президент Минералогического общества Йены. После выхода в отставку в 1783 г. он целиком предался научным занятиям по экономике, физике, минералогии, геологии и вулканологии. К большому сожалению, его замечательные работы по вулканологии были забыты и вновь попали в поле зрения историков науки только в 1985 г. [5].

18 февраля 1785 г. на заседании Академии наук Бельгии Д.А. Голицын зачитал “Мемуар о некоторых потухших вулканах Германии”. Он поражался тому, что ему первому пришлось изучать эти многочисленные интересные вулканы, бывшие тогда “в полном пренебрежении”. В “Мемуаре” было дано их описание и показано, что базальты, лавы и брекчии являются, вопреки мнению нептунистов, вулканическими продуктами, а не осадочными породами.

Рис. 1. Вулкан Кроноцкий.

В 1792 г. Д.А. Голицын, оспаривая взгляды итальянского натуралиста Л. Спалланцани о природе вулканической деятельности Этны и Везувия, пришел к выводам, которые намного опережали его время. Д.А. Голицын писал, что “вулканический жар” происходит не от подземных пожаров угля. Он полагал, что “степень тепла” расплавленных пород зависит от содержания в них газов, прежде всего кислорода, и сернистых веществ. Из-за наличия газовой смеси “вулканический жар” может иметь более низкую температуру, чем в стекловаренных печах.

Основы современной геологии и вулканологии закладывались в первые десятилетия XIX в. Отечественная вулканологическая школа сформировалась в первой трети XX в. Ее основателями были выдающиеся ученые - академики Ф.Ю. Левинсон-Лессинг и А.Н. Заварицкий.

В 20-х годах вулканы Камчатки изучали только несколько краеведов и отдельные экспедиции. В 1926 - 1927 гг. произошло извержение Авачинского вулкана, привлекшее внимание исследователей. В 1931 г. Геологический комитет АН СССР организовал Камчатскую вулканологическую экспедицию под руководством А.Н. Заварицкого, целью которой было изучение Авачинского вулкана и последствий его извержения. Экспедиционные работы 1931 - 1935 гг. показали необходимость систематических наблюдений за деятельностью вулканов Камчатки и завершились созданием Камчатской вулканологической станции.

Полвека советской вулканологии делятся на два примерно одинаковых по своей продолжительности периода: годы работы Камчатской вулканологической станции и Лаборатории вулканологии АН СССР (1935 - 1962 гг.) и деятельности их преемника - Института вулканологии АН СССР (с 1962 г. и доныне). Станцию и лабораторию возглавляли в 1935 - 1962 гг. академик Ф.Ю. Левинсон- Лессинг, академик А.Н. Заварицкий и старейшина советских вулканологов В.И. Влодавец; с ними работали член- корреспондент АН СССР Б.И. Пийп, член- корреспондент АН СССР Г.С. Горшков, С.И. Набоко, Е.К. Мархинин и другие известные вулканологи.

Рис. 2. Извержение и рост  первого из  Новых Толбачинских вулканов, Камчатка, июль 1975 г.  Фото из архива Института вулканологии ДВО РАН.

В 1935 - 1945 гг. сотрудники станции вели в основном исследования наиболее активной на Камчатке Ключевской группы вулканов, изучая их геологию, динамику вулканических процессов, петрографию и геохимию продуктов деятельности этих вулканов. Создавались вулканологические методы исследования, разрабатывались классификация и номенклатура вулканических явлений, теория вулканизма.

С организацией в 1943 г. Лаборатории вулканологии АН СССР исследования охватили территорию Камчатки, Курильских островов, Сахалина, Приморья, Закарпатья, Кавказа, Монголии. Под руководством А.Н. Заварицкого для изучения вулканов впервые была применена аэрофотосъемка, получившая впоследствии широкое распространение. Лаборатория вулканологии выступила инициатором и в области геотермических исследований, показав возможности практического использования глубинного тепла Земли.

В 1946 г. на Камчатской вулканологической станции начались сейсмологические наблюдения, которые позволили впоследствии разработать методы прогноза вулканических извержений. По результатам сейсмологических наблюдений были, например, предсказаны катастрофическое извержение вулкана Шивелуч в 1964 г., Большое трещинное Толбачинское извержение в 1975 г., побочное извержение Ключевского вулкана в 1983 г.

В 1957 - 1958 гг. в зоне перехода от Азиатского континента к Тихому океану - на Курило-Камчатской островной дуге - проводились большие геолого-геофизические работы по программе Международного геофизического года. В ходе этих работ были получены первые сведения о строении земной коры этого обширного региона.

В 1957 г. Тихоокеанская сейсмическая экспедиция Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта АН СССР начала детальные сейсмологические исследования на Южных Курильских островах, затем на Камчатке. В том же году приступила к геомагнитным наблюдениям Петропавловская геофизическая станция Института физики Земли.

Рис. 3. Гигантский Ключевской вулкан во время умеренного вершинного извержения.

Рис. 4.Смена отрядов исследователей на станции возле вулкана Карымского. Декабрь 1978 г. Фото Н.П. Смелова

В 1959 г. на Камчатке работали Камчатская геолого-геофизическая экспедиция СО АН СССР и Камчатская комплексная экспедиция Совета по изучению производительных сил при Госплане СССР. После ряда реорганизаций эти экспедиции, Лаборатория вулканологии и Петропавловская геофизическая станция осенью 1962 г. образовали Институт вулканологии СО АН СССР, расположившийся в Петропавловске- Камчатском. Позднее, в начале 70-х годов, в него перешли сеть сейсмостанций и большинство сотрудников Тихоокеанской сейсмической экспедиции.

Так сложился Институт вулканологии, который в 1962 - 1970 гг. входил в Сибир-ское отделение АН СССР, а с 1971 г. - в Дальневосточный научный центр АН СССР. С момента своего образования и до настоящего времени институт является крупнейшим вулканологическим учреждением в мире. Сейчас в нем работают два члена-корреспондента АН СССР, шесть докторов наук, 76 кандидатов наук и в общей сложности около 150 научных сотрудников. Институт располагает региональной сетью сейсмостанций, сетью вулканологических обсерваторий и стационаров, научно- исследовательским судном “Вулканолог”.

Исследования в космосе, в Мировом океане принесли новые открытия и поставили перед вулканологами новые задачи. Обнаружены следы мощной вулканической деятельности на Луне, Марсе, Меркурии, Венере, действующие вулканы — на спутнике Юпитера Ио, выявлена подводная вулканическая деятельность в рифтах срединных океанических хребтов, в несколько раз превосходящая по своим масштабам вулканическую деятельность на суше, и связанные с ней сульфидные месторождения. Вулканологи приступили к изучению магматических очагов и питающих каналов вулканов, а также процессов, происходящих в очагах, и механизма вулканических извержений. Они занимаются проблемой связи вулканизма с климатом, включая изучение природных моделей “ядерной зимы”. В эти же годы увеличилось число геотермальных электростанций, широко внедрилась в вулканологические исследования вычислительная техника, начались наблюдения вулканов с искусственных спутников Земли, появились новые методы анализа вещества. Многие работы советских вулканологов стоят вровень с веком и являются достойным вкладом в мировую вулканологию и в науки о Земле. К таким работам относятся изучение проявлений вулканизма, вулканических структур и полезных ископаемых вулканического происхождения на всей территории СССР, всестороннее исследование вулканических центров Камчатки, крупных извержений вулканов, особенно Большого трещинного Толбачинского извержения 1975 - 1976 гг., глубинного строения земной коры под вулканами, изучение механизма магматической и вулканической деятельности, поствулканического минералообразования, геотермии, предсказание извержений и др. Исследование Толбачинского извержения признано в мире классическим [1].

Приятно отмечать достижения, но никак нельзя успокаиваться на них. Мировая наука, техника и хозяйство стремительно развиваются, и жизнь требует ускорить научно-технический прогресс страны. Между тем, размах деятельности в некоторых отраслях народного хозяйства уже сравним с масштабом природных процессов. Например, ежегодно при добыче и переработке минерального сырья в СССР образуется около 8,5 млрд. т твердых отходов. Масса лав, шлаков и пеплов Толбачинского извержения, одного из 20 крупнейших извержений нашего века, равна 3,9 млрд. т. Если бы отходы горнодобывающей промышленности ссыпались в один террикон, то всего за 70 лет он достиг бы размеров пятикилометрового Ключевского вулкана. Средняя годовая масса продуктов извержений всех вулканов Камчатки и Курильских островов оценивается в 200 млн. т. Аналогичная масса для всех наземных вулканов мира в шесть раз больше.

Таким образом, рост отвалов промышленности одного Советского Союза превзошел по своей величине аккумуляционную деятельность наземных вулканов всего мира. Человечество действительно стало преобразующей геологической силой, на что давно уже указывал академик В.И. Вернадский.

Колоссальная горная промышленность нашей страны нуждается в глубоких знаниях геологии, глубинного строения и закономерностей образования место-рождений, в том числе месторождений вулканического происхождения. Приходит время, когда можно думать о воздействии на вулканическую деятельность, на магматические очаги.

Энергия становится все более дорогой. Использование гигантского потенциального источника энергии - тепла Земли - другая важнейшая задача вулканологии.

Надо искать и совершенствовать методы предсказания вулканических извержений и землетрясений. Не касаясь других научно- прикладных проблем вулканологии, подчеркнем, что прогресс в них прямо зависит от продвижения фундаментальных научных исследований, в первую очередь от изучения природы вулканических процессов.

Литература

1. Большое трещинное Толбачинское нзверженне, Камчатка, 1975-1976 гг. / Отв. ред. Федотов С.А М.: Наука, 1984. 638 с.

2. Крашенинников С.П. Описание Земли Камчатки. М.-Л.: Изд-во Главсевморпути, 1949. 840 с.

3. Письма Плиния Младшего. М.: Наука, 1983. С. 105-106, 108-110.

4. Уильяме X., Макбэрни А. Вулканология. М.: Мир, 1979. С. 13.

5. Цверава Г.К. Дмитрий Алексеевич Голицын. Л.: Наука. 1985.

наверх