Распределению и геохимической эволюции летучих веществ из недр Кунашира посвятили свою экспедицию учёные из Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН (Петропавловск-Камчатский), исследовавшие термальные воды острова 8-22 сентября.
Как сообщается на сайте заповедника «Курильский», группа камчатских вулканологов работает над трехлетним проектом Российского научного фонда «Геохимия и баланс летучих в зоне субдукции на примере Курильской островной дуги». Этот проект планируется реализовывать на всех островах Большой Курильской гряды, где есть вулканы и гидротермальная деятельность. Будут проведены работы по изучению фумарол и термальных вод, измерены расходы веществ, отобраны пробы воды, вулканических газов, взяты образцы лав, палеопочвы и органические остатки (угли, древесина) с целью анализа включений и определения радиоуглеродного возраста.
Понимание распределения и геохимической эволюции летучих (летучие вещества: вода, благородные газы, углерод, азот, сера, галогены; далее в тексте – просто «летучие») в мантии является важнейшей составляющей для понимания уникальной истории Земли. Баланс летучих, их поступление в мантию и расход за счет магматических процессов в зонах субдукции на окраинах материков и в островных дугах, обеспечивает основной контроль циклов многих важных элементов и их участие в изменениях климата, состава атмосферы и биосферы Земли.
В этом году шесть ученых из Петропавловска-Камчатского во главе с кандидатом геолого-минералогических наук Еленой Калачевой в рамках этого проекта приступили к научно-исследовательским работам по теме «Геохимия термальных вод и газов вулкано-гидротермальных систем острова Кунашир» и намерены продолжить исследования в 2016 году.
«Суть нашего проекта заключается в том, чтобы посчитать количество летучих, в состав которых входят и вулканические газы, которые поднимаются с недр земли. Большинство вулканологов, которые занимаются летучими, изучают чисто вулканические газы. Но в процессе подъема достаточно большая часть летучих растворяется в подземных водах, формируя тем самым термальные источники. Мы пытаемся оценить, какая часть летучих растворяется в водах и выносится на поверхность, в том числе и в океан,» - рассказала Е.Калачева.
Подобную работу камчатские вулканологи проводили в 2014 году на вулкане Эбеко на острове Парамушир. На Кунашире основными объектами работы ученых стали кальдера вулкана Головнина и вулкан Менделеева. В планах также были термальные Нескученские источники вулкана Руруй, но их исследование отложено на следующий год.
«Суть нашей работы в том, что мы параллельно отбираем вулканический газ и термальную воду. Термальную воду мы берем на химический анализ. Если есть пузырьки, отбираем и газ. Обязательное условие – мы оцениваем расход веществ, чтобы получить количественные характеристики. Нам надо знать объемные величины: какое количество воды разгружается в конкретном районе. Кальдера вулкана Головнина в этом плане оказалась удивительным и интересным местом», - подчеркнула Е.Калачева.
Она пояснила, что из двух вулканических озер в кальдере наиболее интересным для исследователей оказалось озеро Горячее. По ее словам, озеро Кипящее все время кипит, получается очень концентрированный минеральный раствор, но стока с него практически нет. «Озеро Горячее – я даже не думала! - оно всё кислое, несмотря на его большие размеры и глубину (62 м). Оказалось, что озеро всё достаточно однородное, большое количество кислой воды, которая выносится в океан», - сказала Е.Калачева. Камчатские вулканологи намерены посчитать объем летучих (хлор-ион, сульфат ион), которые поступают в воды этого озера, и сколько их выносится на поверхность. «Мне кажется, это будут очень интересные цифры», - отметила Е.Калачева. Конкретные данные будут получены в ходе дальнейших лабораторных исследований.
Кроме того, ученые посетили термальные источники Столбовские, Третьяковские, Алехинские и ручей Кислый. В ходе исследований выяснилось, что в настоящее время на источниках Столбовских (излюбленное место отдыха жителей и гостей острова) температура воды в местах выхода геотерм составляет от 70?С до 78?С, а кислотность близка к нейтральной, в Третьяковских источниках температура воды в источниках превышает 90?С. Более подробная информация также будет получена после изучения отобранного материала в лабораторных условиях.
Помимо гидрогеологической части большой интерес для вулканологов с Камчатки представляют и геологические характеристики – объем изверженных пород и мощность вулканизма. Кандидат геолого-минералогических наук Александр Белоусов рассказал, что во время вулканических извержений извергаются вулканические продукты в виде лавы или в виде вулканического пепла. В образовавашихся горных породах постепенно начинается рост минералов. Минерал - это кристаллы, которые медленно растут, когда магма поднимается, захватывая частички расплава. Эти кристаллы сохраняются в горной породе на многие десятки тысяч лет. Современные ученые, отобрав кусочки этих горных пород, которые представляют из себя древние извержения, делают на их тонкие срезы, так называемые шлифы. В результате можно точными геологическими методами определить количество тех геологических веществ (газов и воды), которые содержались в магме в момент извержения. В свою очередь, эти данные можно пересчитать на объем извергнутой породы.
«В поле мы ищем те вулканические породы, которые в меньшей степени изменены последующими процессами. Нам больше всего подходит минерал оливин, потому что он растет в самых глубинах и потому в процессе роста он захватывает первичную магму», - отметил А.Белоусов. По его словам, в курило-камчатских условиях оливин встречается не часто, но на Кунашире в этом году вулканологи программу минимум выполнили, обнаружив крупные кристаллы этого минерала в лавовых потоках, во-первых, на вулкане Головнина от устья реки Озерная на север и, во-вторых, от устья ручья Четверикова на север.
Мантия — часть Земли (геосфера), расположенная непосредственно под корой и выше ядра. В мантии находится большая часть вещества Земли. https://ru.wikipedia.org/wiki/
Зона субдукции, как объяснил А.Белоусов, это место, где океаническая тектоническая плита поддвигается, погружается под континтальную. Результатом этого может быть активный вулканизм и повышенная сейсмичность в этой зоне.
Палеопочва — древняя почва, сформированная в условиях климата, отличного от современного. Она может находиться на поверхности или быть погребенной новейшими отложениями. http://dic.academic.ru
Оливин — породообразующий минерал, магнезиально-железистый силикат с формулой (Mg,Fe)2[SiO4]. Оливин слагает основные и ультраосновные магматические породы и очень широко распространён в мантии. Это один из самых распространённых на Земле минералов. Прозрачную желто-зелёную до зелёной разновидность оливина, являющуюся драгоценным камнем, принято называть хризолитом.
