ВУЛКАНОЛОГИЯ СЕГОДНЯ И ЗАВТРА*
С.А. Федотов
Достроено главное здание Института вулканологии. Завершено дело, начатое основателем нашего Института Борисом Ивановичем Пийпом. Наконец-то камчатские вулканологи получили помещение, пригодное для самого крупного в мире учреждения, изучающего вулканизм. Оживает все большое здание. В него переезжают последние лаборатории, разбросанные раньше по Петропавловску. Устанавливаются приборы. Второго ноября торжественно открылись двери конференц-зала.
Какие же задачи стоят сегодня перед вулканологами? Какие перспективы открываются?
Вулканизм, вулканические извержения являются результатом медленной дифференциации, разделения вещества глубоких недр Земли на легкие и тяжелые составляющие. На Луне и Марсе тоже оказались вулканы. Размеры и высоты марсианских вулканов чудовищны по нашим земным представлениям. Высота самого большого вулкана на Марсе равна 23 километрам. Стало яснее, что вулканизм
— одно из основных и общих свойств планет, которые необходимо хорошо знать. Хотя источники вулканизма — области, где зарождается магма, лежат на недоступных глубинах, последствия вулканической деятельности сильно влияют на природные явления, протекающие на поверхности Земли, и сказываются на разнообразных видах человеческой деятельности.Во время научно-технической революции, в которое мы живем, практической деятельности предшествуют фундаментальные научные исследования и, вслед за ними, прикладные исследования и опытные научно-конструкторские разработки. Основной задачей Института вулканологии является изучение современного, живого вулканизма, механизма и закономерностей сопровождающих его процессов. Они сочетаются с решением задач научно-прикладного характера.
Современный вулканизм удобнее изучать, естественно, у действующих вулканов. Вот почему пока основные работы Института
— на Камчатке. Они ведутся также в других районах четвертичного вулканизма на Курильских островах, в Забайкалье, на Кавказе и в океане.Вулканология в наши дни стала разветвленной областью знания. Для изучения ее проблем необходима совместная работа геологов, геохимиков и геофизиков. Они, в свою очередь, нуждаются в помощи физиков, математиков, высококвалифицированных инженеров, когда используют сложные научные приборы или применяют современную вычислительную технику. Сейчас в Институте три больших научных отдела: вулканологии и геологии, геотермии и геохимии, геофизики.
Тематика отдела вулканологии и геологии в большой мере традиционна. Его сотрудники дают геологическое описание вулканического процесса и восстанавливают историю его развития. Последнее очень важно для понимания этого процесса, продолжающегося миллионы лет. Отдел изучает геологические условия, в которых возникает вулканизм, ведет наблюдения во время извержений, изучает состав и свойства вулканических горных пород, проводит тонкие эксперименты для того, чтобы узнать условия, при которых зарождалась магма в глубинах коры и мантии Земли. В результате вулканической деятельности возникают месторождения таких полезных ископаемых, как полиметаллические руды, золото, сера, ртуть, бор и многие другие, не говоря уже о строительных материалах
— пемзах, туфах, шлаках, облицовочном камне, перлите. Изучение закономерностей их образования и размещения, районирование вулканической опасности (определение мест, которым угрожают извержения вулканов) — наиболее близкие к практическим нуждам работы этого отдела.Тысячи и тысячи горячих источников находятся в вулканических областях мира. Жители Камчатки
с полным правом на то гордятся Долиной Гейзеров, с удовольствием купаются в Паратунских, Малкинских и других горячих ключах. Но не все знают, что гидротермальные системы, порождающие группы горячих источников, несравненно более скромные с виду, чем вулканы, обладают сопоставимой энергетической мощностью. Геологические результаты их непрерывной работы могут быть огромными. Очень горячие глубинные флюиды, перегретый пар, горячие воды неустанно поднимаются вверх. Они сильно минерализованы, и при падении температуры и давления содержащиеся в них вещества выпадают в осадок. Если создаются благоприятные условия для их накопления, то может образоваться месторождение. Таким образом возникло, например, второе в мире по размерам месторождение ртути в недрах угасшего вулкана Монте-Аммиата в Италии.В двадцатом столетии перегретый пар из недр вулканических областей стал использоваться для получения дешевой геотермальной электроэнергии. Невелика пока Паужетская геотермальная станция на Камчатке. Но возможности таких станций гораздо больше. Сотни тысяч киловатт дают станции районов Лардерелло в Италии, Вайракей в Новой Зеландии. Треть электроэнергии для Сан-Франциско также дают геотермальные станции. Интерес к этому виду энергии резко возрос в последнее время, когда появилась угроза
“энергетического голода”.Научные и поисковые, опережающие практику исследования постмагматических процессов, строения и условий формирования гидротермальных систем и месторождений подземного пара, изучение химии вулканического процесса ведет отдел геотермии и геохимии.
Очаги магмы лежат на глубинах в десятки и сотни километров. Там же происходят процессы, отражением которых является поднятие гор и опускание низменностей. Эти движения сопровождаются землетрясениями. Механизм этих процессов пока не ясен. К сожалению, мы хуже знаем глубины Земли, чем ее атмосферу или поверхность Луны. Глубинное строение вулканических областей и динамику происходящих в них процессов изучает отдел геофизики. Именно геодинамика, механизм процессов, приводящих к перемещению вещества в глубинах Земли, в этом десятилетии является главным объектом международных научных программ исследований по геологии, геофизике и геохимии. Сотрудники отдела геофизики занимаются механизмом и прогнозом вулканических извержений, а также проблемой прогноза землетрясений. Эта проблема, над которой бьются в Америке, Японии и в нашей стране, несмотря на обнадеживающие успехи, не вышла в целом из стадии поисков и проб. Извержения же вулканов могут предсказываться.
Таков Институт вулканологии в конце 1973 года. В будущем году он должен заработать на полную мощность.
Многие сотрудники с нетерпением ждут 1975 год. Тогда мы намереваемся выйти в океан и начать планомерное изучение подводного вулканизма. Дно океанов и морей — арена грандиозной, своеобразной и плохо известной вулканической деятельности, влияющей на химию океанических вод и образование месторождений полезных ископаемых на дне. Интерес к ним велик и легко объясним: запасы многих видов полезных ископаемых на суше истощаются. В 1969 году стоимость морских минеральных ресурсов, добытых во всем мире (не считая нефти и газа), равнялась примерно 1 миллиарду долларов. Из них 250 миллионов долларов приходилось на полезные ископаемые, взятые со дна моря. Добыча бурно растет. В течение ближайших 10 лет начнется разработка россыпных месторождений за пределами континентального шельфа на глубинах более 200 метров. Затем последует промышленная глубоководная добыча марганцевых конкреций — рассыпанных по дну океана камней с очень высокой концентрацией марганца, кобальта, циркония. Прогноз районов, благоприятных для поисков таких месторождений, и их разведка являются сложными задачами. В недалеком будущем Институт вулканологии начнет работать на шельфах Дальнего Востока нашей страны и в мировом океане.
* Напечатано в газете “Камчатская правда” : Федотов С.А., член-корреспондент АН СССР. Вулканология сегодня и завтра // Камчатская правда. 4 ноября 1973 года. № 260 (12842). С.3.
Статья была написана в связи с замечательным событием в жизни Института вулканологии - в конце 1973 года было достроено его большое здание, 2 ноября 1973 года были торжественно открыты двери его конференц-зала. В статье рассказывается о значении, проблемах и задачах вулканологических исследований, тематике и работе трех отделов института, состоянии и перспективах Института вулканологии ДВНЦ АН СССР в конце 1973 года.
Интересно и поучительно сопоставление тогдашних взглядов, оценок, планов и надежд с тем, что произошло в течение следующих десятилетий. Оно показывает, что главные направления исследований Института вулканологии были выбраны правильно и удачно. (Примечание автора).