2024 году в рамках проекта были проведены две экспедиции, направленные на получение сейсмологических данных по областям активного вулканизма и геотермальных проявлений Камчатки и Курильских островов. В задачу первой экспедиции входило снятие временных сейсмостанций, установленных на территории Мутновского, Горелого и Вилючинского вулканов на Камчатке. Важной особенностью этого эксперимента было то, что он осуществлялся параллельно с разведочными работами, проводимыми компанией Зарубежнефть, в рамках которых также устанавливались сейсмостанции на смежных территориях. При этом, с компанией достигнуто соглашение о совместной обработке этих данных и о дальнейших публикациях в открытой литературе. Вторая экспедиция была направлена на установку 21 сейсмической станции на Менделеевском вулкане на острове Кунашир. После года работы эта сеть предоставит данные, с помощью которых можно будет изучать глубинное строение вулкана, в результате чего ожидается выявить глубинные источники тепла и флюидов, приводящие к наблюдаемой на нем гидротермальной активности. Это, в свою очередь, будет важной информацией для определения стратегии развития Менделеевской геотермальной станции, для которой планируется проводить существенную модернизацию и доразведку подземной части.
В результате обработки экспериментальных данных, полученных авторами проекта в прошлые годы, достигнуты важные результаты, касающиеся глубинного строения активных вулканических систем, которые были опубликованы в высокорейтинговых международных журналах. В отчетном году были построены модели глубинного строения двух островов Курильской дуги – Парамушира и Итурупа. На острове Парамушир в центре изучаемой площади расположен один из самых активных вулканов региона – Эбеко. Методом сейсмической томографии с использованием данных по продольным и поперечным волнам от местных землетрясений получена трехмерная модель распределения сейсмических скоростей. Для вулканических структур наиболее информативным параметром является отношение скоростей Vp/Vs, с помощью которого можно определить места, насыщенные жидким веществом или газом. Под вулканом Эбеко это отношение принимает очень низкое значение, что говорит об активной дегазации поступающих флюидов на значительных глубинах, что объясняет частые фреатические извержения, которые происходили во время работы сети.
На острове Итуруп, в его центральной части, которая была покрыта сейсмической сетью в 2022-2023 годах, расположены несколько активных вулканов и геотермальных полей. Из результатов томографии вытекает, что центральную часть острова занимает прочный блок, выраженный в виде высокоскоростной аномалии, по периметру которого расположены зоны с пониженными скоростями, совпадающие с современными вулканическими проявлениями. Из этого сделан вывод о том, что вулканы Баранского и Иван Грозный питаются из единого глубинного источника, магма из которого поднимается вдоль подошвы прочного блока в двух разных направлениях к этим вулканам.
При определении глубинных источников тепла важной задачей является определение не только локальных структур, расположенных в постройке вулкана, но и более крупных тел, расположенных на больших глубинах в коре и мантии. Для решения этой задачи в отчетном периоде была продолжена работа по обработке данных временной региональной сети, установленной на центральной Камчатке в 2019-2020 годах. В первой части работы была произведена обработка непрерывных данных методом сейсмической интерферометрии (шумовой томографии). В результате была построена модель трехмерного распределения скорости S-волн до глубины около 40 км. В полученной модели наблюдается крупная аномалия пониженной скорости под действующими вулканами Авача и Корякский, которая прослеживается до глубины ~40 км. Предполагается, что эта аномалия связана с зоной проникновения магмы через кору, ответственной за активность обоих вулканов. Под другим действующим вулканом Жупановским наблюдается три низкоскоростные аномалии на глубинах 2 км, 8 км и 20 км, что указывает на многоуровневую систему магматического питания. Новая важная информация также получена о глубинном строении Ганальского и Срединного хребтов.
Эти же данные временной сейсмической сети на центральной Камчатке были использованы для изучения глубинной структуры коры и верхней мантии методом телесейсмической томографии. В работе использованы времена вступлений P-волн от событий на эпицентральных расстояниях от 15 до 110 градусов, что позволяет исследовать трехмерную структуру сейсмических аномалий под сетью до глубины около 150 км. В полученной модели под центральной частью исследуемой области наблюдается крупная низкоскоростная аномалия в мантии, которая сверху перекрыта блоком земной коры с относительно высокой сейсмической скоростью. Над северо-восточной границей этой аномалии расположена цепь вулканов Авачинской группы, а к ее юго-западной границе приурочены вулканы Мутновский, Горелый и Вилючинский. Предполагается, что горячий мантийный материал, поступивший из разрыва слэба, обтекает прочный коровый блок в районе Авачинского грабена и выходит на поверхность вдоль его границ, что приводит к образованию там крупных вулканических комплексов.
Статьи в рецензируемых журналах:
Тезисы конференций:
Статьи в рассмотрении: