Эксплозивные извержения вулканов Курило-Камчатского региона: механизм, динамика, закономерности образования отложений.

Глава 7. ВЛИЯНИЕ ЭКЗОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА МЕХАНИЗМ И ДИНАМИКУ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ИЗВЕРЖЕНИЙ.

В главе проведено обобщение полученных автором данных о воздействии экзогенных факторов на процесс вулканического извержения. Наблюдения процесса извержений показали, что резкая, многократная смена характера эруптивного процесса, во многих случаях, наблюдается даже в ходе одного извержения. Существует устойчивое мнение, что динамика и механизм вулканических извержений определяются, в основном, эндогенными факторами. Роль большинства из них, таких как расход магмы, её физические свойства, количество и состав летучих, геометрия магматической системы вулкана изучается давно и относительно хорошо известна (например, Слёзин 1984, 1998). В тоже время понятно, что одни эндогенные факторы не могут обеспечить всего наблюдаемого разнообразия эруптивных процессов.

Обобщение результатов данной работы показывает, что влияние экзогенных факторов на динамику и механизм эксплозивных извержений может очень существенным. К важнейшим экзогенным факторам относятся: характер окружающей среды, в условиях которой происходит извержение (наличие воды, климатические и метеорологические факторы); морфология постройки вулкана и её гравитационная устойчивость (рис. 9).

Важнейшей характеристикой окружающей среды, определяющей механизм и динамику эксплозивного процесса, как наглядно демонстрируют извержения в оз. Карымское и маар-формирующие извержения, является наличие воды. Обильные подземные воды или неглубокие поверхностные, контактируя с поднимающейся магмой, интенсифицируют процесс её фрагментации, усиливая эксплозивную активность. При этом увеличивается содержание водяного пара в облаке извержения, уменьшается его температура и, следовательно, понижается способность транспортировать пирокластику. Это приводит к тому, что существенная часть эруптивной колонны коллапсирует с образованием базисных пирокластических волн. Это кардинальным образом меняет стиль извержения и резко увеличивает степень вулканической опасности. Чем больше воды участвует в извержении, тем более водонасыщенными становятся базисные пирокластические волны. При этом уменьшается мобильность и несущая способность пирокластических волн, заметно меняется характер их отложений. Если глубина воды над жерлом значительная (более первых десятков метров), давление воды начинает подавлять эксплозивную активность.

Если в прижерловой части вода находится в виде льда, это также приводит к интенсификации эксплозивного процесса. Так при извержениях Ключевского вулкана, лава стекающая вниз по склону, часто взаимодействует с ледниками на склонах вулкана, производя мощные фреатомагматические взрывы (Белоусов, 1990).

К важным экзогенным факторам относится морфология постройки вулкана и, в целом, характер рельефа местности в районе извержения. Даже небольшие топографические барьеры способны отклонять, переориентировать и даже блокировать распространение разнообразных вулканогенных гравитационных потоков: лахаров, обломочных лавин, пирокластических потоков и волн.

Важными экзогенными факторами являются метеорологические условия во время извержения. Так скорость и направление ветра на разных высотах, их изменения во времени, температурная стратификация атмосферы определяют высоту и направление распространения пепловых облаков и, следовательно, характер распространения отложений тефры.

Климатические факторы определяют обилие грунтовых вод, которые взаимодействуя с поднимающейся магмой, меняют интенсивность и характер эксплозивного процесса. Особенно наглядно это видно на примере маар-формирующих извержений.

К важнейшим факторам относится гравитационная нестабильность вулканической постройки. В случае, обрушения постройки, происходят два процесса: (1) резкое снятие литостатического давления с верхней части магматической системы вулкана, что, при определённых условиях, провоцирует направленный взрыв и (2) заметное уменьшение длины канала вулкана, что увеличивает его магмопроводящую способность и интенсифицирует процесс не только того извержения, в ходе которого произошло обрушение, но и в целом активизирует деятельность вулкана на длительный период (что, например, иллюстрирует 50-летний рост купола вулкана Безымянный после 1956г.). Чем больше объём обрушения, тем больше, при прочих равных условиях, интенсифицируется процесс извержения.