Ученые Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН изучали в нынешнем полевом сезоне термальные воды на острове Парамушир (Сахалинская область). Какие задачи они ставили, рассказала заместитель директора ИВиС по научной работе, к.г.-м.н. Елена Калачева.
Елена Геннадьевна, в чем научный интерес этой экспедиции? Имеет ли исследование народнохозяйственную ценность?
Елена Калачева: На Парамушире находится один из самых интересных и самых активных вулканов Курильских островов — Эбеко. Этот вулкан привлекает внимание не только «классических» вулканологов для изучения характера и продуктов извержения, но и специалистов других направлений в области наук о Земле (минералогов, геохимиков, геофизиков и других). Наш гидрогеохимический интерес связан с тем, что постройка вулкана вмещает гидротермальную систему, содержащую уникальный тип термальных вод, которые разгружаются в околократерной зоне и на северо-западном склоне.
Их уникальность в том, что это самые настоящие вулканические воды. Они формируются за счет взаимодействия восходящего потока магматических газов с подземными водами в приповерхностных условиях. В результате такого взаимодействия образуется соляно-серный раствор с рН < 1, способный выщелачивать большинство компонентов из вмещающей систему породы. Далеко не на каждом вулкане могут образовываться такой тип вод, здесь играет роль и специфика строения вулкана, и соответствующий климат, и степень взаимодействия с окружающими породами, и время нахождения воды в системе. Если коротко, это должна быть "проточная" система с достаточно высокой скоростью фильтрации. Вулкан Эбеко как раз классический пример образования таких систем. И поскольку формирование ультракислых термальных вод идет с участием магматических газов, это позволяет проводить геохимический мониторинг состояния вулкана. Дело в том, что химический состав таких вод чутко реагирует на изменение состояния своего "хозяина". И наша основная задача - поиск в составе воды геохимических индикаторов, которые наиболее точно указывают на приближение вулканических волнений. Источники в долине реки Юрьева, расположенной с северо-западной стороны вулкана, оказались потенциально полезными для такого изучения. Для них есть наиболее длинный ряд наблюдений - как наших, так и наших предшественников, и с осени 2016 года вулкан находится в активной фазе: извержение не заканчивается, практически каждый день происходят пепловые выбросы, которым периодически присыпает Северо-Курильск. Жители очень обеспокоены поведением своего грозного соседа. Изучая Верхне-Юрьевские источники, мы выявили, что они действительно реагируют на изменение состояния вулкана, причем максимальный эффект достигается до начала вулканического события, продолжается некоторое время, а потом идет на спад, несмотря на то, что извержение еще продолжается. В ответ на увеличившийся поток магматических газов еще за 2,5 месяца до начала извержения мы увидели рост концентраций отдельных компонентов и минерализации в целом, поменялся изотопный состав воды. Однако проблема в том, что результаты химического и изотопного анализа мы получили уже после начала извержения. Но, если поставить данный мониторинг на регулярную основу с проведением экспресс-анализа только необходимых компонентов, то можно будет делать выводы о состоянии вулкана еще по одному параметру, и это увеличит вероятность успешного прогнозирования. У нас будет возможность предупредить городские власти и население о том, что вулкан находится в нестабильном состоянии и может произойти вулканическое событие. Правда, находятся источники достаточно далеко от Северо-Курильска и добраться до них не очень просто. Поэтому мы стараемся во всех реках на восточном склоне Эбеко тоже выискивать возможные разгрузки подземных вод, пригодные для геохимического мониторинга, но пока достаточно продуктивных найти не удалось. Вы назвали термальные воды Эбеко уникальными. Неужели ни на Камчатке, ни на других Курильских островах подобных нет? Елена Калачева: На Камчатке источников с таким типом вод действительно нет. Зато есть озеро с ультракислой водой сульфатно-хлоридного состава, которое находится в кратере активного вулкана Малый Семячик. Оно очень интересно, мы за ним также ведем наблюдение. В зависимости от состояния вулкана в озере меняется не только химический состав, но и цвет воды. На Курильских островах ультракислых вулкано-гидротермальных систем, разгружающихся в виде источников, как минимум двенадцать. Расположены они на островах Парамушир, Шиашкотан, Кетой, Уруп, Итуруп и Кунашир. Однако каждая из них имеет особенность. Классические ультракислые вулканические воды, которые можно использовать для слежения за вулканами, кроме Эбеко, есть также на вулкане Баранского на Итурупе. Но бывает так, что термальные потоки по пути движения к области разгрузки в значительной мере разбавляются холодными грунтовыми водами и на поверхности появляются в виде теплых источников с пограничным pH (~3). Обычно разгрузка разбавленных вод сопровождается протяженными плащами, состоящими их гидроокислов железа с примесью других минералов. Такие источники есть, например, на вулкане Синарка на Шиашкотане или вулкане Берга на Урупе. Такие воды интересно изучать с позиции современного минералообразования. Другие смешиваются с контрастным типом термальных вод, и на поверхности в местах их выходов образуются ярозитовые травертины. Наиболее богато такие воды представлены на вулкане Менделеева на Кунашире. Они больше интересны в бальнеологических целях, в них самое высокое содержание бора, селена, лития и других элементов, полезных для организма человека. Кстати, на Кунашире есть небольшой водно-оздоровительный комплекс, использующий ультракислые Нижне-Докторские источники, а также воду скважин, пробуренных вблизи этих источников, для наполнения бассейнов.
