оглавление

20 ЛЕТ ИНСТИТУТА ВУЛКАНОЛОГИИ

(краткий очерк возникновения и развития, достижения, перспективы) *

Современная вулканология изучает вулканизм Земли и планет, природу и механизм вулканической деятельности, разнообразные явления, сопровождающие ее, геологию вулканических областей и широкий круг научно-прикладных задач.

Вулканизм является одним из главных процессов, сформировавших нашу среду обитания. В ходе вулканической и последующей поствулканической деятельности возникали месторождения полезных ископаемых, особенно рудных. Запасы многих металлов сокращаются, и знание закономерностей образования их месторождений все более и более необходимо. Вулканическое тепло Земли - один из главных потенциальных, источников энергии человечества. Сильные извержения вулканов в населенных местностях - грозное стихийное бедствие. Надо уметь предсказывать извержения вулканов и по возможности уменьшать ущерб от них.

Почти на половине огромной территории нашей страны находится вечная мерзлота, где ведение сельского хозяйства затруднено или почти невозможно. По этим причинам горная промышленность в течение столетий была одной из главных отраслей экономики, большое развитие получили и геологические науки. Их значение особенно велико в наше время, когда на СССР приходится более четверти мировой добычи полезных ископаемых. Великий знаток рудных месторождений и петрографии академик А.Н. Заварицкий писал, что одной из основных наук, создающих базу для развития геологии, является вулканология.

1958 г. Б.И. Пийп избран членом-корреспондентом АН СССР по Сибирскому отделению АН СССР (СОАН). Это повлияло на многие последующие события. Президиум АН СССР принял постановление об организации в составе Сибирского отделения Камчатской геолого-геофизической обсерватории (КГГО) в Петропавловске-Камчатском.

1959 г. Общее собрание АН СССР решило передать тематику Лаборатории вулканологии АН СССР (Москва, директор В.И. Влодавец), касающуюся изучения вулканов Дальнего Востока, Сибирскому отделению. (В 1961 г. Лаборатория вулканологии переводилась на недолгое время в Министерство геологии и охраны недр СССР). В том же 1959 г. начала работу КГГО, начальник Б.И. Пийп, а также была организован большая Камчатская комплексная экспедиция (ККЭ) Совета по изучению производительных сил (СОПС) АН СССР, начальником которой был также Б.И. Пийп.

1960 г. ККЭ перешла в Сибирское отделение Академии наук.

Параллельно с этим на Дальнем Востоке в 1957 г. начались обширные геофизические исследования по программе Международного геофизического года. Им придавалось большое значение.

В 1957 г. в 8 км от Петропавловска-Камчатского была открыта Петропавловская геофизическая станция Института физики Земли АН СССР (ныне Камчатская магнито-ионосферная станция в Паратунке, начальник Б.С. Дымичев). В 1960 г. эта станция была передана КГГО. В том же 1957 г. на Южных Курильских островах начала непрерывные детальные исследования Тихоокеанская сейсмическая экспедиция (ТСЭ) Института физики Земли АН СССР, начальник С.А. Федотов. В 1960 г. ТСЭ организовала совместные работы с КГГО по исследованию сейсмичности Камчатки, а в 1961-1962 гг. перенесла свои основные работы на Камчатку.

Так сложились необходимые предпосылки для создания института. В новых проектах он назывался уже Институтом вулканологии и геотермии, включал в себя отдел геотермической энергетики и техники. Однако большие опытно-конструкторские разработки нельзя было начинать почти с нуля, поэтому пришлось ограничить прикладную геотермическую тематику.

29.1.1962 г. Президиум СОАН отказался от планов создания комплексного института и ходатайствовал перед Президиумом АН СССР и Госкомитетом по координации научно-исследовательских работ при Совете Министров СССР об организации в Петропавловске-Камчатском Института вулканологии СОАН на базе КГГО и Лаборатории вулканологии СОАН, а также сейсмической станции “Петропавловск” Института физики Земли АН СССР. На должность директора института был рекомендован член-корр. АН СССР Б.И. Пийп.

5.Х.1962 г. Бюро Президиума Сибирского отделения АН СССР приняло решение об организации Института вулканологии СОАН на базе КГГО и Лаборатории вулканологии СОАН. С этого дня институт начал работу.

Основателем института был замечательный вулканолог, член-корр. АН СССР Борис Иванович Пийп (1906-1966), преданный науке, с государственным подходом к делам, благожелательный человек. Научную жизнь он посвятил Камчатке, ее вулканам и горячим источникам, проблемам использования тепла Земли. Свои последние 10 лет он был занят главным образом организацией и развитием Института вулканологии. В 1963-1966 гг. Б.И. Пийп был вице-президентом Международной ассоциации вулканологии.

Институт вулканологии сразу стал самым большим научно-исследовательским учреждением на Камчатке.

Потекли годы, которые большие события разделили на четыре периода: 1962-1966, 1966-1970, 1970-1975, 1975-1982 гг.

Первый период был ярким. Большинство сотрудников прежних ККЭ и КГГО, недавние выпускники московских и ленинградских университетов и институтов, были молоды, полны сил и жизнерадостности и стремились к интересной работе. Перед ними были вулканические области Камчатки, в то время еще мало исследованные, увлекательные задачи. Многого не хватало: жилья, рабочих помещений, научного оборудования, но полевые работы шли успешно.

Это было сделано. Совещание, состоявшееся в сентябре 1964 г., привлекло сотни участников и прошло с успехом и подъемом. Многие лучшие доклады были сделаны сотрудниками Института вулканологии; институт получил признание научной общественности.

1964 г. завершился очень большим извержением Шивелуча. Его исследовали Б.И. Пийп, Е.К. Мархинин, П.И. Токарев и др.; наибольший вклад в работу внес Г.С. Горшков, талантливый и разносторонний вулканолог.

Годом раньше была закончена комплексная разведка Паужетского месторождения термальных вод (Б.И. Пийп, В.В. Аверьев, С.И. Набоко, В.М. Сугробов и др.), на котором затем была построена первая в СССР геотермальная электростанция.

Следующий, 1965 г. был посвящен углубленному и всестороннему изучению молодого и современного вулканизма с целью определения глубинного строения областей современного вулканизма, процессов, происходящих в верхней мантии и земной коре; изучению состава вещества верхней мантии и роли земной коры в ее изменении, баланса современного вулканизма, особенно в зоне перехода от Азиатского континента к Тихому океану. Среди отдельных важных результатов были: петрохимическое сравнение пород вулканических островных дуг и срединных океанических хребтов (Г.С. Горшков), выявление крупной гидротермальной системы в районе вулкана Семячик (В.В. Аверьев и др.), разработка методики прогноза извержений некоторых вулканов по сейсмическим данным (П.И. Токарев).

Институт рос, хотя и медленно. Мало увеличивалась численность сотрудников. В 1963 г. был построен первый жилой дом (по улице Тельмана). В районе 9-го км Елизовского шоссе был получен хороший земельный участок площадью 20 га, где был запроектирован научный городок института, строительство которого началось в 1965 г.

Директором Института вулканологии стал Георгий Степанович Горшков, впоследствии член-корр. АН СССР и первый среди советских вулканологов президент Международной ассоциации вулканологии и химии недр Земли (в 1971-1975 гг.).

Новые утраты постигли институт в следующие годы: в феврале 1968 г. в катастрофе безвременно погиб заместитель директора института по науке Валерий Викторович Аверьев (1929-1968), а позже трагически рано скончался второй заместитель директора по науке Артур Николаевич Сирин (1930-1969). Тяжело заболел Г.С. Горшков и в 1970 г. перевелся в Институт физики Земли АН СССР. И. о. директора Института вулканологии стал доктор геол.-мин. наук К.К. Зеленов, известный вулканолог-геохимик.

Несмотря на столь тяжелые потери, помехи и неурядицы, научные работы института шли по своим планам. Был завершен большой этап работ по геологическому строению и петрологии Ключевской группы вулканов (Б.И. Пийп, Г.С. Горшков, И.И. Гущенко, А.Н. Сирин, К.М. Тимербаева, В.А. Ермаков и др.). Исследовались вулканы Курильских островов (Г.С. Горшков, Е.К. Мархинин и др.). Г.С. Горшков работал над концепцией направленного вулканического взрыва, Е.К. Мархинин исследовал роль вулканизма в формировании земной коры. Оба они с успехом защитили докторские диссертации.

Было издано много интересных монографий и сборников статей. Среди них книга Г.С. Горшкова и Г.Е. Богоявленской о гигантском извержении вулкана Безымянного в 1956 г., которую можно отнести к числу лучших описаний вулканических извержений, имеющихся в мировой литературе.

Сотрудники института приняли деятельное участие в Третьем всесоюзном вулканологическом совещании (Львов, 1969 г.).

В марте 1969 г. Институт вулканологии был удостоен ордена Трудового Красного Знамени за научные успехи.

И все же дела института стали приходить в упадок. Строительство шло медленно. Было потеряно две трети земельного участка, отведенного ранее для институтского городка. Выросла численность сотрудников института, приблизившаяся в 1970 г. к пределу, установленному Сибирским отделением при создании института, и в старых жилых домах, приспособленных под рабочие помещения еще в 1963 г., стало еще теснее. Возникли планы перевода института в Новосибирск или другие города, превращения его в маленький геохимический институт.

Положение дел изменилось в 1970 г. Академия наук СССР приняла решение об образовании Дальневосточного научного центра (ДВНЦ) АН СССР, в который передавался из Сибирского отделения Институт вулканологии. Летом 1970 г. в Петропавловск-Камчатский для ознакомления с институтом приехали президент АН СССР акад. М.В. Келдыш, вице-президент АН СССР акад. А.П. Виноградов и ряд руководящих работников аппарата АН СССР. У них создалось плохое впечатление от ведения институтских дел. А.П. Виноградов предложил С.А. Федотову возглавить институт. В ноябре 1970 г. Институт вулканологии уже был в составе ДВНЦ, член-корр. С.А. Федотов был назначен его директором и с января 1971 г. приступил к своим обязанностям. Институт вулканологии вступил в свой третий период, длившийся с начала 1971 г. до Толбачинского извержения (июль 1975 г.).

Существенных перемен в научной деятельности не произошло. Основными направлениями были изучение современного наземного и подводного вулканизма и связанных с ним геологических, геохимических и геофизических процессов, а также изучение геотермии и геотермальных ресурсов вулканических областей, сейсмичности и геодинамики, прогноза землетрясений и вулканических извержений.

Но если геологические направления были хорошо поставлены в работе института со времени его основания, то геохимическое и особенно геофизическое направления отставали. Их усиленное развитие стало возможным с переходом в ДВНЦ, так как увеличились бюджет и штаты института. Предстояло достроить здание института, получить необходимое научное оборудование, построить жилые дома и практически целиком создать хозяйство и вспомогательные службы института. В девятой пятилетке институт должен был стать более гармонично развитым.

В новую дирекцию института вошли И.И. Гущенко, В.И. Белоусов, В.М. Дудченко. Строительные дела возглавил Ю.Н. Погорелко. Их дружная работа во многом принесла успех.

Лаборатории института были объединены в три отдела: вулканизма и геологии (И.И. Гущенко), геофизики (С.А. Федотов), геотермии и геохимии (В.М. Сугробов). Тем самым институт приобрел структуру, которая наиболее эффективна в институтах АН СССР.

В начале 1972 г. в Институт вулканологии перешла Тихоокеанская сейсмологическая экспедиция Института физики Земли АН СССР (нач. С.А. Федотов) с сетью региональных сейсмических станций, дав начало лабораториям сейсмометрии (В.Д. Феофилактов) и сейсмологии (И.Г. Симбирева). Была организована лаборатория геодезии (В.Б. Энман), начавшая обширную программу измерений на вулканах Камчатки и на заложенном Камчатском геодинамическом полигоне. В начале 1972 г. получила свои первые помещения и приборы лаборатория вулканохимии (В.В. Пономарев, затем Е.А. Вакин).

Шел поток научных исследований. Среди обобщающих работ преобладало геологическое направление, многие исследования которого были начаты 10 годами раньше. Однако новые лаборатории, новые сотрудники успели внести свой важный вклад. Упомянем лишь часть основных результатов.

Продвинулось строительство научно-исследовательского судна “Вулканолог” (Г.П. Авдейко).

Была образована единая камчатская сеть региональных сейсмических станций (С.А. Федотов, В.Д. Феофилактов и др.). Началась разработка сейсмической телеметрической аппаратуры (В.А. Гаврилов). Был начат пробный краткосрочный прогноз землетрясений (С.А. Федотов и др.). По аномалиям времен пробега сейсмических волн обнаружена и оконтурена область пониженных скоростей и верхней мантии под Камчаткой (С.А. Федотов и др.).

Начаты первые светодальномерные геодезические наблюдения на Камчатке. Построена геодезическая обсерватория на вершине сопки Мишенной в Петропавловске-Камчатском (В.Б. Энман и др.). Эти наблюдения требовались для исследования геодинамики и работы по прогнозу землетрясений.

Методом глубинного сейсмического зондирования исследовалось строение земной коры под Ключевской и Авачинской группами вулканов (С.Т. Балеста и др.).

Продолжали изучаться гидротермальные системы, термальные поля и геотермальные энергоресурсы Камчатки, особенно в Восточно-Камчатской вулканической зоне. Было показано, что возобновляемые ресурсы могут обеспечить работу геотермальных станций мощностью 350-500 МВт (В.М. Сугробов, В.И. Белоусов, Е.А. Вакин и др.).

Продолжалось успешное изучение поствулканических процессов (С.И. Набоко и др.). Узонская гидротермальная система оказалась интереснейшим полигоном для изучения рудообразующих растворов (Г.А. Карпов). Велись работы по металлогении (М.М. Василевский). Шли исследования на стыке вулканологии и биологии (Е.К. Мархинин и др.).

Вышли и были подготовлены к печати десятки монографий и сборников статей.

Институт вырос в 1971-1975 гг. примерно в полтора раза. Увеличилась численность всех его научных отделов. В 1973 г. после упорных хлопот был возвращен земельный участок института, что позволило разумно спланировать строительство на 15 лет вперед. В том же 1973 г. было закончено строительство главного здания института и его сотрудники получили рабочие помещения, которым завидуют коллеги из многих московских институтов. Были выстроены четвертый и пятый жилые дома института, создано его хозяйство. Эти годы прошли в дружной и плодотворной работе. Институт сформировался.

Вскоре после совещания Институт вулканологии проверяла комиссия Президиума ДВНЦ АН СССР во главе с председателем Президиума член.-корр. А.П. Капицей. Заключение комиссии сводилось к следующему: в настоящее время Институт вулканологии ДВНЦ АН СССР является единственным научно-исследовательским институтом страны в системе наук о Земле, доставляющим уникальную информацию по вулканизму, геодинамике, глубинному строению, литогенезу, металлогении и рудообразованию различных структурных зон вулканических областей. Анализ и обобщение этой информации позволяют объективно интерпретировать геологические данные, относящиеся к предыдущим периодам истории Земли, выяснять условия формирования ряда месторождений полезных ископаемых, разрабатывать методики прогнозирования вулканических извержений и катастрофических землетрясений. В сложившихся условиях тематика института, по определению комиссии, является достаточно целеустремленной и целесообразной.

По ряду разделов исследований институт является ведущим в мире, а именно в области изучения глубинного строения вулканических областей, питающих каналов и магматических очагов вулканов; эффективного долгосрочного и пробного краткосрочного прогноза землетрясений; изучения процессов современного рудообразования, металлоносности гидротерм.

Научно-исследовательские работы института имеют непосредственное практическое значение, в частности, прогноз извержений и землетрясений, определение геотермальных ресурсов Камчатки.

Исходя из научного и народнохозяйственного значения работ института, он должен получать необходимую поддержку в расширении его тематики, штатов научного и инженерно-технического персонала, укреплении материально-технической базы, увеличении финансирования.

Комиссия отметила также главные недостатки: плохое техническое оснащение работ, невыполнение плана хозяйственных договорных работ.

Институт достиг своих больших целей, поставленных на третий период. Его успешное завершение было отмечено правительственными наградами С.А. Федотову, С.И. Набоко, П.И. Токареву и О.А. Брайцевой.

В ноябре 1971 г. произошло землетрясение силой 7 баллов, повредившее строившееся главное здание института и жилые дома.

На 1976-1980 и последующие годы имелись планы научных работ и развития института, соответствующие заданиям пятилетних планов страны. Направления научных работ оставались прежними, причем преимущественное развитие должны были получить наиболее современные среди них. Был утвержден большой план исследований с увеличенным объемом работ по темам Госкомитета по науке и технике и научно-прикладных хоздоговорных работ. Что же касается обеспечения исследований, то главной задачей ставилось довести оснащение института до хорошего уровня. Предстояло приобрести много приборов и оборудования, сделать пристройку к главному зданию института, предназначенную для ВЦ и центра прогноза землетрясений и вулканических извержений, получить и оборудовать судно “Вулканолог”, строить стационары, жилые дома.

Забегая вперед, скажем, что Институт вулканологии успешно выполнил планы научных работ и своего развития на десятую пятилетку (1976-1980 гг.). В частности, в 1977 г. было получено научно-исследовательское судно “Вулканолог”, в последние дни 1980 г. была “введена” пристройка к главному зданию, построены шестой и седьмой жилые дома института. Однако произошли два события исключительной важности, которые заслонили многое и одновременно заставили далеко опередить намечавшиеся планы.

В ходе исследований, проводившихся во время извержения и после него в 1975-1978 и последующих годах, было получено огромное количество важных данных, среди которых есть уникальные. Большое трещинное Толбачинское извержение стало одним из трех наиболее изученных крупных вулканических извержений. После исследований, выполненных на нем, советская вулканология поднялась на качественно новый, более высокий уровень.

Другим экстраординарным событием были решения и последовавшее за ними Постановление Президиума АН СССР об усилении работ по сейсмическому прогнозу, вышедшие в 1978 г. Для развития геофизических исследований, особенно сейсмических наблюдений, было дано большое дополнительное финансирование, штатные единицы и новая аппаратура. Для выполнения возросшего объема ответственных работ в институте была создана Опытно-методическая сейсмологическая партия (нач. Е.И. Гордеев).

Число научных сотрудников в институте с 1963 до 1982 г. увеличилось в 2,5 раза. Трудно дать полное представление о результатах исследований, выполненных ими в 1976-1982 гг. Вместо этого покажем картину дел в институте, какой ее увидела комиссия Отделения геологии, геофизики и геохимии АН СССР, проверявшая институт в сентябре 1980 г. Дадим слово комиссии, которую возглавлял известный вулканолог член-корр. АН СССР И.В. Лучицкий.

Комиссия отмечает, что работа Института вулканологии ДВНЦ АН СССР за период 1976-1980 гг. проводилась на современном уровне в соответствии с основными направлениями, утвержденными Комиссией Академии наук СССР под председательством акад. Г.И. Марчука в 1977 г., планом научно-исследовательских работ на десятую пятилетку и заданиями, директивных органов. Работа института отвечает задачам, стоящим перед ним как головным учреждением страны в области изучения современного наземного и подводного вулканизма и связанных с ним геологических, геохимических и геофизических процессов, геотермии и геотермальных ресурсов вулканических областей, сейсмичности и геодинамики, прогноза землетрясений и вулканических извержений.

Важнейшими научными достижениями института за истекший период с 1976 по 1980 г. следует считать следующие.

1. Выдающиеся результаты изучения предсказанного сейсмометодами уникального Толбачинского извержения 1975-1976 гг., позволившего проводить в течение длительного времени систематические наблюдения над рождением, ростом и развитием, в конечном итоге до затухания, группы вулканических конусов; благодаря объединению усилий всего коллектива сотрудников институт подготовил фундаментального значения основу мирового класса для разработки общей вулканической теории (С.А. Федотов, П.И. Токарев, В.Б. Энман, С.Т. Балеста, Г.Б. Флеров, А.М. Чирков и др.).

2. Большим успехом является теоретическое исследование механизма магматической деятельности под вулканами, изложенное в серии работ (С.А. Федотов).

3. Ввод в строй корабля “Вулканолог”, хорошо оснащенного разнообразной аппаратурой для изучения океанического дна, способствовал развертыванию систематических работ по изучению подводного вулканизма и получению новых научных результатов такого изучения на основе разработанной в институте методики, включающей автоматическую регистрацию наблюдений (Г.П. Авдейко, Н.И. Селиверстов и др.).

4. Разработку новых методов изучения парогидротермальных систем и регулярные наблюдения над такими системами, чем была обеспечена основа для важнейших практических выводов и предложений по их оценке и перспективам использования.

С точки зрения института, в перечень важнейших научных работ 1976-1980 гг. вполне можно было бы добавить еще две: изучение крупных долгоживущих вулканических центров, в частности Карымской и Паужетской кольцевых вулкано-тектониче-ских структур (Ю.П. Масуренков и др.); обнаружение рудопроявлений редких мине-ралов-демантоидов и хризолитов (Ф.Ш. Кутыев и др.).

Велись также успешные геологические, петрологические, тефрохронологические, постмагматические, фотограмметрические, сейсмологические и другие геофизические исследования. На высоком уровне шло изучение регионального теплового потока.

Вышло большое число монографий и сборников. Среди них одна из двух наиболее полных сводок об извержениях вулканов мира (И.И. Гущенко).

Кроме событий и дел высшей важности были просто очень важные и значительные, которые должны быть названы даже в самом кратком рассказе о жизни Института вулканологии в его четвертом периоде.

В октябре 1978 г. Институт вулканологии посетили президент АН СССР акад. А.П. Александров, вице-президент АН СССР акад. А.В. Сидоренко и председатель Президиума ДВНЦ акад. Н.А. Шило. В сентябре 1979 г. с институтом знакомился академик-секретарь Отделения геологии, геофизики и геохимии АН СССР Б.С. Соколов. Советы таких гостей и их выступления были запоминающимися. Руководители АН СССР оставили хорошие отзывы об институте.

Были важные научные сессии и совещания.

В течение нескольких лет проходили сессии ученого совета Института вулканологии, посвященные исследованиям на Толбачинском извержении.

Последние два года, 1981-1982, основные направления исследований сохранились. Вновь возросла доля работ, выполняемых по заданиям ГКНТ, Госплана, Госстроя СССР и Президиума АН СССР. Институт стал выполнять внушительный объем хоздоговорных работ.

И все же произошли перемены, которые говорят о том, что четвертый период, столь богатый событиями, заканчивается. Институт почти достиг оптимальных размеров и перестает расти. Начинается следующий, пятый этап жизни института. На его пороге надо осмотреться и яснее наметить цели и пути к ним. Вопрос требует глубоких размышлений, и то, что будет сказано далее, можно расценивать только как первое приближение. Заметим также, что можно планировать научные работы, но не научные открытия, которые часто представляют главную ценность.

Институт сложился, выстроен и неплохо оснащен. Для его последующего развития нужно уже сравнительно немного: дополнительное современное оборудование, небольшое экспериментальное производство, строительство станций и обсерваторий, один - два жилых дома.

Институт вулканологии способен сейчас проводить большие исследования.

Сделаем несколько общих замечаний о подходе к исследованиям.

Все изучать невозможно. Выбор наиболее важных задач и сосредоточение сил на них оправдываются в науке. Сохраняя хорошие традиционные исследования, надо больше поддерживать удачные современные.

В наблюдениях и исследованиях должны неизменно нарастать количественные измерения, числовые характеристики, автоматизация исследований и применение ЭВМ.