Камчатская вулканологическая станция,

история создания и развития

Введение Вулканическая деятельность – один из главных геологических процессов, происходящих на нашей планете. В течение миллиардов лет благодаря глубинной магматической деятельности образовалась земная кора, её породы, гидросфера и атмосфера, земная поверхность. Вулканическая деятельность способствовала  возникновению жизни на Земле. В результате магматической, вулканической и гидротермальной деятельности появилось большинство месторождений металлов, образовались огромные запасы подземного тепла, множество целебных горячих источников [2, 9, 10, 15]. Вулканическая деятельность наблюдается на Земле в наиболее активных её областях, к которым относится Тихоокеанское огненное кольцо, островные дуги. История вулканологии насчитывает почти две тысячи лет. Первым трудом по вулканологии можно считать описание явлений, происходивших при катастрофическом извержении вулкана Везувий (Италия) в 79 г н.э., во время которого были уничтожены три города, в том числе известная Помпея. Эти описания оставил Плиний Младший [11]. Первые отечественные труды по вулканологии появились в XVIII в и принадлежат С.П. Крашенинникову и Д.С. Голицыну. С.П. Крашенинников (1711-1755), знаменитый исследователь Камчатки, изучал вулканы Камчатки в 1737-1741 гг. в составе Второй Камчатской экспедиции Витуса Беринга. С.П. Крашенинников  в 1750 г. стал академиком Петербургской академии наук, вторым после М.В. Ломоносова. В его книге «Описание земли Камчатской», вышедшей в 1756 г., есть главы «Об огнедышащих горах и происходящих на них опасностях» и  «О горячих ключах». Дипломат и естествоиспытатель, член многих академий Д.С. Голицын (1734 – 1803) в 1785 г. представил выдающееся исследование о происхождении вулканитов молодых потухших вулканов [8]. Организация Камчатской вулканологической станции, её задачи

Ф.Ю. Левинсон-Лессинг,  академик АН СССР

Основы современной отечественной вулканологии были заложены в середине XX в академиками Ф.Ю. Левинсон-Лессингом, А.Н. Заварицким, профессором В.И. Влодавцем, член – корреспондентами АН СССР Б.И. Пийпом, Г.С. Горшковым и их сподвижниками. В 1929 году Академией наук СССР было  решено начать систематическое изучение вулканов Камчатки. Толчком к этому решению послужило извержение вулкана Авача в 1926 г. На заседании Тихоокеанского комитета АН СССР было постановлено организовать стационар на Камчатке для изучения извержений вулканов, и в 1935 г. по инициативе академика Ф.Ю. Левинсон-Лессинга такая станция была открыта в пос. Ключи, вблизи наиболее активных вулканов Камчатки [4, 5]. В соответствии с программой работ, составленной академиком Ф.Ю. Левинсон-Лессингом, вулканологическая станция создавалась:

• для наблюдений за динамикой   вулканических процессов;

• выполнения режимных геохимических исследований;

• сбора данных о характере вулканической деятельности и типах извержений и их систематизации;

• изучения особенностей продуктов извержений вулканов;

• выяснения деятельности камчатских вулканов в исторической прошлом;

• разработки методов прогноза извержений, вулканического районирования,  и  оценки вулканической опасности.

Научно-исследовательские работы на станции проводились группами сотрудников Академии наук СССР, которые откомандировывались на Камчатку на 2-3 года на так называемые «зимовки».    В 1936 году  группу В.И. Влодавца сменила группа А.А. Меняйлова, в которую вошли топограф Турбабо, химик И.З. Иванов, геохимик С.И. Набоко., только что окончившая Ленинградский горный институт. 

А.А.Меняйлов доктор геолого-минералогических наук, начальник станции в 1936-1938,1948-1950 гг.	Вторая группа исследователей отличалась от группы В.И. Влодавца, крупного учёного, своею молодостью, все в науке начинали с нуля. Освоение Камчатки и начало работы на станции решили отметить восхождением на вершину вулкана Ключевской. В составе одной из групп по подъему на вершину вулкана входила С.И. Набоко. Так впервые  кратер самого высокого действующего вулкана Евразии – Ключевского покорила первая женщина – вулканолог. Вулканологические исследования расширяются. Организуются промежуточные базы у подножья Ключевского вулкана. На побочные кратеры, образовавшиеся в 1932 г., систематически  совершаются поездки: зимою на собачьих упряжках, летом на лошадях. Гужевой транспорт использовался на станции вплоть до 1980 г., несмотря на то, что к этому году  станция имела два грузовых автомобиля, гусеничный тягач, имела снегоход, а также использовала вертолет для заброски полевых отрядов и груза в недоступные, отдалённые районы.	С.И. Набоко, доктор геолого-минералогических наук. Первая женщина-вулканолог, покорившая вулкан Ключевской.
Время работы на станции группы А.А. Меняйлова совпало с извержением побочного прорыва «Билюкай» на восточном склоне вулкана Ключевской. Первые годы исследований вулканов отличались тяжелыми условиями, к месту извержений приходилось добираться на собачьих упряжках. По рассказам С.И. Набоко к кратеру «Билюкай», ей пришлось добираться 10 дней в феврале 1938 г. Когда она с А.А. Меняйловым прибыла к месту извержения, лавовый поток уже имел длину шесть километров, а шлаковый конус вырос до 100 м в высоту. Только спустя многие годы стало возможным  использовать авиацию.

Г.Е. Богоявленская в зимнем маршруте

Уже в первые годы научной деятельности станции накопленный научный материал требовал обобщения. В 1937 году выходит в свет на русском и английском языках первый номер Бюллетеня вулканологической станции на Камчатке. Всего вышло 54 номера этого издания, последний номер был опубликован в 1978 г. С 1979 г. выходит журнал «Вулканология и сейсмология».

Начавшееся в апреле 1937 г. и продолжавшееся до весны 1939 г. извержение вулкана Ключевской всесторонне изучалось А.А. Меняйловым и С.И. Набоко. Обширный и интересный материал, который они получили и затем опубликовали - первое в отечественной литературе детальное исследование динамики полного цикла вулканической деятельности. Впоследствии А.А. Меняйлов и С.И. Набоко стали докторами наук. А.А.Меняйлов оставался на станции до 1940 г. В послевоенный период он вновь руководил станцией с 1948 по 1950 гг.  Уже в первые годы научной деятельности станции накопленный научный материал требовал обобщения. В 1937 году выходит в свет на русском и английском языках первый номер Бюллетеня вулканологической станции на Камчатке. Всего вышло 54 номера этого издания, последний номер был опубликован в 1978 г. С 1979 г. выходит журнал «Вулканология и сейсмология». Начавшееся в апреле 1937 г. и продолжавшееся до весны 1939 г. извержение вулкана Ключевской всесторонне изучалось А.А. Меняйловым и С.И. Набоко. Обширный и интересный материал, который они получили и затем опубликовали - первое в отечественной литературе детальное исследование динамики полного цикла вулканической деятельности. Впоследствии А.А. Меняйлов и С.И. Набоко стали докторами наук. А.А. Меняйлов оставался на станции до 1940 г. В послевоенный период он вновь руководил станцией с 1948 по 1950 гг.

В трудных условиях военного времени учёные станции продолжали  вулканологические исследования. Долгие годы (1940-1948 гг. и 1950-1954 гг.) работе на Камчатской вулканологической станции были отданы Б.И. Пийпом.

Б.И. Пийп, начальник Камчатской вулканологической станции  в 1940-1948, 1950-1954 гг., первый директор Института вулканологии, член-корреспондент АН СССР

В организационном и научном отношении Ключевская станция выступает основоположником советской вулканологии. В 1943 г. на её основе в Москве была создана лаборатория вулканологии АН СССР с вулканологической станцией на Камчатке, а в 1962 г. на базе Лаборатории вулканологии, Камчатской вулканологической станцией и Камчатской геолого-геофизической экспедиции СО АН СССР в Петропавловске-Камчатском был создан Институт вулканологии СО АН СССР. Его директором был назначен известный вулканолог член-корреспондент АН СССР Б.И. Пийп. Камчатская вулканостанция  вошла в состав института как самостоятельное структурное подразделение. В 1944-1945 гг. Б.И. Пийпом было детально изучено извержение Ключевского вулкана. Материал по изучению этого извержения послужил основой для фундаментальной монографии «Ключевская сопка и её извержения в 1944-1945 гг. и в прошлом» [12].

Г.С. Горшков, член-корресподент АН СССР, начальник Камчатской вулканологической станции в 1954-1957 гг., директор Института вулканологии в 1966-1970 гг.

На станции зарождались научные направления и школы, которые получили дальнейшее развитие в Институте вулканологии. В 1946 г. в составе станции была организована Ключевская, а позже Козыревская сейсмические станции, на станции организуется сейсмический отдел. Было положено начало геофизическим исследованиям активных вулканов. Первым заведующим сейсмической службы был Н.Е. Соколов. Наиболее плодотворной была работа Г.С. Горшкова, П.И. Токарева, В.И. Горельчик, В.В. Степанова.

В начале пятидесятых годов Г.С. Горшков впервые в мировой практике определил глубину магматического очага в Ключевской группе вулканов, основываясь на обнаруженном им явлении экранирования объемных сейсмических волн далеких землетрясений жидкой магмой. Глубина очага была определена в 60-80 км и соответствовала верхней мантии, в то время как тогда господствовало представление о коровом питании вулканов. Тезис о мантийном источнике вулканизма Георгий Степанович долгое время отстаивал в одиночку; только через несколько лет этот неожиданный результат был подтвержден по теневой зоне близких землетрясений для Ключевской и Авачинской групп вулканов на Камчатке, при локализации магматических очагов на Аляске и при проведении комплексных геофизических работ на Гавайских островах, где были обнаружены мощные столбы базальтового вещества, уходящие в верхнюю мантию. С 1966 г. по 1970 г. член-корреспондент АН СССР Г.С. Горшков был директором Института вулканологии. На XV Генеральной Ассамблее МГГС он был избран президентом Международной Ассоциации вулканологии и химии недр Земли (IAVCEI).

Е.К. Мархинин, доктор геолого-минералогических наук, начальник станции в 1958-1961 гг. А.Е.Святловский, доктор геолого-минерологических  наук, начальник Камчатской вулканологической станции в 1961-1965 гг.

1958-1961 гг. Камчатскую вулканологическую станцию возглавил Е.К. Мархинин. До приезда Е.К. Мархинина на станцию 30 марта 1956 г. начал работать вулкан Безымянный, который до 1955 г. считали потухшим. К этому периоду относится приезд в п. Ключи для работы на станции аспирантки Лаборатории вулканологии Богоявленской Г.Е. Темой исследований Г.Е.Богоявленской на долгие годы стал вулкан Безымянный В это время продолжают выходить в свет труды по вулканизму Ключевской группы: Г.С. Горшков, Г.Е. Богоявленская «Вулкан Безымянный и особенности его последнего извержения 1955-1963 гг.» в 1965 г., И.И. Гущенко «Пеплы северной Камчатки и условия их образования» в 1965 г., труды  П.И. Токарева, Е.К. Мархинина, К.М. Тимербаевой, А.Н. Сирина. Е.К. Мархинин после работы на станции до ухода на пенсию продолжал работать в Институте вулканологии в Петропавловске-Камчатском. С его именем связано создание нового направления в науке – биовулканологии. Биовулканология рассматривает значение  вулканических процессов для образования среды обитания живых организмов – биосферы [9].  В настоящее время Е.К. Мархинин, академик Российской Академии Естественных Наук, заслуженный деятель науки России, профессор продолжает начатые исследования на общественных началах.

Г.Е. Богоявленская, кандидат геолого-минералогических наук И.Т.Кирсанов, начальник Камчатской вулканологической станции  в 1965-1970 гг.

Ещё в 1946 г. для изучения морфологии вулканов была впервые использована аэрофотосъёмка. Результатом первых аэровулканологических исследований явилось издание Атласа вулканов СССР [1]. Материалы исследований были обобщены В.И. Влодавцем, Г.С. Горшковым, Б.И. Пийпом и завершены изданием каталога вулканов СССР. При подготовке Атласа вулканов СССР, выполнении аэросъёмочных работ вулканов Камчатки в частности, активное участие принимали А.Е. Святловский и Ю.С. Доброхотов. С 1961 по 1965 гг. А.Е. Святловский возглавлял Камчатскую вулканологическую станцию. В этот период времени был создан Институт вулканологии (1962 г) и совершенно естественно, что первые годы существования Института были связаны с продолжением работ станции. В последующие годы станция оставалась базой, кузницей кадров молодого поколения. Вулканологическую школу на станции прошла основная часть вулканологов следующего поколения: И.Т. Кирсанов, И.А. Меняйлов, А.А. Важеевская, В.И. Горельчик, В.А. Ермаков, Ю.М. Дубик, Л.П. Никитина, Е.К. Серафимова, Б.В. Иванов, В.В. Степанов, Н.А. Жаринов, Е.Ю. Жданова, А.И. Козырев и многие другие. В последующие годы на станции главное внимание уделялось развитию комплексных геолого-геофизико-геохимических исследований, которые проводились станцией совместно со многими лабораториями Института вулканологии и других институтов. Первым опытом таких исследований было изучение побочного прорыва на вулкане Ключевской в 1966 г. под руководством И.Т. Кирсанова. С 1965 по 1970 гг. И.Т. Кирсанов возглавлял коллектив Камчатской вулканостанции. В дальнейшем И.Т. Кирсанов продолжал научную работу в Институте вулканологии. Ему не раз приводилось быть первопроходцем. Отрядом И.Т. Кирсанова в 1963 году при изучении Мутновского вулкана были открыты горячие гидротермальные источники, названные Дачными. В настоящее время на этом месторождении построена Мутновская Геотермальная ТЭС.   Одной из основных задач станции было создание надёжного метода прогноза извержений на основании комплекса методов. Всестороннее развитие сейсмических методов исследований обусловили возможность достаточно надёжного прогноза извержений различного типа вулканов.Первые успешные прогнозы извержений вулканов Безымянного Шивелуча были сделаны П.И. Токаревым в 1956 и 1964 гг. Следующие успешные прогнозы побочных извержений на вулкане Ключевской в 1974 г. и блестящий прогноз места и времени Большого трещинного Толбачинского извержения, сделанный П.И. Токаревым в июле 1975 г. [3]. Прогнозы были выполнены на основе сейсмологических данных, полученных на Камчатской вулканологической станции В.И. Горельчик и В.В. Степановым.

П.И.Токарев, кандидат физ-мат. наук, заведующий сейсмическим отделом Камчатской вулканологической станции

В 1970 – 1977 г. вулканологическую станцию в пос. Ключи возглавлял Б.В. Иванов. Ровесник станции, Б.И. Иванов родился в семье горного инженера, окончил Московский геолого-разведочный институт. После встречи с профессором В.И. Влодавцем и членом-корреспондентом Б.И. Пийпом в 1962 году навсегда связал свою жизнь с вулканами, с Камчаткой. В 1970-1971 гг. на станции впервые в СССР было проведено глубинное сейсмическое зондирование (просвечивание сейсмическими волнами) района Ключевской группы вулканов. Эти работы довольно трудоёмки, связаны с производством взрывов в районе действующих вулканов и их регистрацией. Работы выполнялись совместно с лабораториями Сахалинского КНИИ и Института вулканологии. 40-летний юбилей станции в 1975 г. был отмечен выпуском в печать сборника «Глубинное строение, сейсмичность и современная деятельность Ключевской группы вулканов» под редакцией Б.В. Иванова и С.Т. Балесты. Б.В. Иванов прошел большой путь научно-организационной работы от начальника Камчатской вулканологической станции до организатора и директора (1991-2004 гг.) Института вулканической геологии и геохимии ДВО РАН. С 1996 г. он – академик Академии естественных наук России, с 2004 г. – заслуженный деятель науки РФ, профессор, в настоящее время – главный научный сотрудник Института вулканологии и сейсмологии в Петропавловске-Камчатском.

В.И.Горельчик, кандидат геолого-минералогических наук, руководитель сейсмической сети	Вместе с Б.В. Ивановым работала В.И. Горельчик, руководившая на протяжении долгих лет (с 1970 по 1990 гг.) сейсмической службой Камчатской вулканологической станции. Развитие геофизических методов исследований продолжалось в последующие годы. Самый продолжительный период времени во главе коллектива сотрудников Камчатской вулканологической станции был Н.А. Жаринов (1978-2004 гг.). Мировой опыт работ по исследованию активных вулканов показал важность и необходимость изучения деформаций земной поверхности, связанных с их деятельностью. С 1978 г. на станции наряду с сейсмическими наблюдениями начинаются геодезические работы. На склонах вулкана ставятся геодезические знаки для выполнения высокоточных нивелировок и измерений длин линий лазерными дальномерами, сооружаются наклономерные станции (глубокие шурфы для установки высокоточных приборов-наклономеров).
Развитие геофизических методов исследований продолжалось в последующие годы. Самый продолжительный период времени во главе коллектива сотрудников Камчатской вулканологической станции был Н.А. Жаринов (1978-2004 гг.). Мировой опыт работ по исследованию активных вулканов показал важность и необходимость изучения деформаций земной поверхности, связанных с их деятельностью. С 1978 г. на станции наряду с сейсмическими наблюдениями начинаются геодезические работы. На склонах вулкана ставятся геодезические знаки для выполнения высокоточных нивелировок и измерений длин линий лазерными дальномерами, сооружаются наклономерные станции (глубокие шурфы для установки высокоточных приборов-наклономеров).

Для изучения извержений в эти годы на Камчатской вулканологической станции организовывались специальные экспедиции. В работе таких экспедиций принимали участие сотрудники Института вулканологии и вулканологической станции, а также прикомандированные специалисты других организаций, студенты-практиканты. Численный состав коллектива станции достигал в это время 50 человек, в летнее время за счёт временных сотрудников увеличивался до 70-80 человек. На станции до 1990 года круглый год работали три полевые сейсмические станции, которые обслуживали лаборанты вулканологической станции. Следует отметить значительный вклад в работу по руководству сейсмической службы станции  кандидата геолого-минералогических наук В.И. Горельчик, м.н.с. В.В. Степанова. Долгие годы выполняли вахтенную службу на стационарах в п. Ключи, п. Козыревске и полевых станциях: В.А. Аристархов, В.В. Аристархова, С.В. Попов, В.Г. Ушаков, К.С. Киришев, В.М. Козев, В.П. Ханзутин.

Жаринов Н.А., кандидат технических наук, начальник Камчатской вулканостанции в 1978-2004 гг.

После организации Комплексной опытной методической сейсмологической партии в составе Института вулканологии сейсмологические наблюдения были переданы в это структурное подразделение. В настоящее время сейсмологические работы выполняет Камчатский филиал Геофизической службы РАН. В эти же годы станция выполняла большой объём геофизических работ для прогноза землетрясений и оценки сейсмической опасности в районе побережья Камчатского залива.  Работы проводились от мыса Африка на севере до устья р. Сторож на юге (вдоль побережья Камчатского залива). Постановка геодезических работ была связана со значительным увеличением сейсмической активности в указанных районах в те годы. В результате выполнения работ были созданы специальные полигоны для слежения за изменением деформаций земной поверхности в указанных районах. Результаты научных исследований, выполненных сотрудниками Камчатской вулканологической станции, вошли в монографию по изучению Большого трещинного Толбачинского извержения, в Атлас действующих вулканов Камчатки [3, 13], изложены во многих статьях журнала «Вулканология и сейсмология» [14, 15, 16 и др.].

С 2011 г. на Камчатской вулканологической станции установлены видеокамеры для наблюдения за вулканами Ключевской и Шивелуч. Полученная информация в цифровом виде передаётся в Институт вулканологии. С 2004 г. по 2020 г. Камчатскую вулканологическую станцию возглавлял Ю.В. Демянчук. С 2020 г. начальником вулканостанции является В.А. Цветков.

Литература Атлас вулканов СССР. Отв. редакторы: Н.Г.Келль и Б.И.Пийп. М.: Из-во АН СССР, 1959. 174 с. Апродов В.А. Вулканы. М.: Мысль. 1982. 367 с. Большое трещинное Толбачинское извержение. Камчатка 1975-1976. Отв. ред. Член-корреспондент АН СССР С.А.Федотов. М.: Наука, 1984. 637 с. Влодавец В.И. Начало. Бюлл. вулканологических станции. 1974. №50. С. 39.  Влодавец В.И., Набоко С.И., Федотов С.А. К 50-летию советской вулканологии // Вулканология и сейсмология. 1985. №4. С. 3-16.  Горшков Г.С. Некоторые вопросы теории вулканологии // Известия Академии Наук СССР. Сер. Геол. 1958, №11. С. 11-27. Жаринов Н.А., Демянчук Ю.В. Камчатская вулканологическая станция, её  деятельность в 1935-1999 гг. Направления дальнейших работ. Сб. Современный вулканизм и связанные с ним процессы. П.Камчатский, 122-15 апреля 1999 г. С. 20-25.  Крашенников С.П. Описание земли Камчатки. СПб., 1786.  Мархинин Е.К. Вулканы и жизнь. М.: Мысль, 1980. 196 с. Новейший и современный вулканизм на территории России. Отв. ред. Н.П.Лавёров. М.: Наука. 2005. 604 с. Письма Плиния младшего. М.: Наука. 1984. 405 с. Пийп Б.И. Ключевская сопка и её извержения в 1944-1945 гг. и  в прошлом. // Тр. Лаб. Вулканологии. 1956. Вып. 11.311 с. Федотов С.А., Горельчик В.И., Жаринов Н.А. Вулкан Ключевской. Землетрясения, деформации, механизм деятельности и возможное развитие Ключевского вулкана // Действующие вулканы Камчатки. М.: Наука, 1991. Т. 1. Гл. 1. С. 138-145. Федотов С.А., Жаринов Н.А. Об извержениях, деформациях, сейсмичности Ключевского вулкана (Камчатка) в 1986-2005 гг. и механизме его деятельности // Вулканология и сейсмология, 2007, №2. С, 1-29. Федотов С.А. Магматические питающие системы и механизм извержения вулканов. М.: Наука, 2006. 455 с. Федотов С.А., Хренов А.П., Жаринов Н.А. Ключевской вулкан, его деятельность в 1932-1986 гг. и возможное развитие // Вулканология и сейсмология. 1987. №. С. 3-16.