Научно обоснованную точку зрения необходимости изучения инструментальными методами современных движений земной коры на Камчатке высказал еще академик А.Н.Заварицкий в середине 30-х годов.

Зачем это нужно и почему на Камчатке?

Один из основных факторов геодинамики - концентрация поверхностной тектонической активности Земли в узких поясах - океанических и континентальных рифтовых системах, островных дугах, молодых складчатых зонах. Большая часть современной вулканической и сейсмической деятельности происходит в этих узких поясах. Предполагают, что эти активные пояса - следствие взаимодействия очень крупных блоков верхней части Земли. Однако, на сегодняшний день нет единых позиций, однообразно и доказательно трактующих происхождение и развитие этих поясов, т. е. еще не найден единый геодинамический процесс, объясняющий сегодняшний лик Земли. Поэтому необходимо детальное изучение динамики тектонически активных поясов Земли. Одной из характеристик их являются движения земной поверхности, которые могут быть измерены методами геодезии. Очевидно, что сейсмология и геодезия играют роль первостепенной важности в определении общего характера движений и что эти работы прямо направлены на проблему прогноза землетрясений.

Камчатка наиболее удобное место в России для комплексных геодинамических исследований всех масштабов потому что: она расположена в зоне стыка Курило -Камчатской и Алеутской островных дуг; на ней в полосе шириной 40-50 км и параллельно глубоководному желобу располагается много действующих вулканов; этот регион вместе с Курильскими островами является одним из самых сейсмически активных в мире.

Исследования деформаций земной поверхности на Камчатке были начаты в 1962 г., когда по инициативе чл. -корреспондента АН СССР Б.И.Пийпа Институтом вулканологии был создан нивелирный профиль длиной 16 км у подножья Авачинского вулкана.

В начале 70-х годов под руководством чл. -корреспондента АН СССР С.А.Федотова была разработана долгосрочная программа изучения современных движений земной поверхности на Камчатке [3]. Эта программа реализуется Институтом вулканологии ДВО РАН и производственным объединением "Дальаэрогеодезия" Федеральной службы геодезии и картографии России.

В конце ХХ века по данным всех повторных геодезических измерений сделаны некоторые обобщения:

1. Нивелирные данные были рассмотрены относительно уровнемерных постов (мареографов) в г. Петропавловске-Камчатском и в пос. Усть-Камчатск, где скорости вертикальных смещений суши за период примерно с конца 60-х до начала 80-х годов были соответственно - 1,5 мм/год и - 5,4 мм/год. За этот период в целом на Восточной Камчатке преобладает опускание, особенно высоки скорости их в районе Ключевского вулкана, до 20 мм/год и на побережье Камчатского залива, более 12 мм/год. Участок побережья от южного основания Шипунского полуострова до устья реки Богачевки испытывал поднятие со скоростью до 6 мм/год [5].

2. Наблюдения на линейно-угловых полигонах и нивелировки вдоль протяженных трасс позволили выявить участки наиболее контрастных движений и отождествлять их в первом приближении с разломными зонами между отдельными блоками земной коры [1]. Так как эти зоны могут быть наиболее чувствительными местами по отношению к деформациям, предваряющим землетрясения и извержения вулканов, то выявление их чрезвычайно важно для организации регулярных измерений на них с целью поиска предвестников.

Среди отдельных частных результатов отметим следующие:

1. Детально изучены деформации земной поверхности во время Большого Толбачинского извержения 1975-1976гг. Эти результаты опубликованы почти в полном объеме и стали общедоступными [4].

Среди важнейших результатов, полученных по геодезическим данным являются:

• расход крупной пирокластики, слагавшей новые конусы Северного прорыва был примерно постоянным и составлял около 6х10⁶ м³/сут.
• горизонтальные деформации во время прорыва конусов оказались упругими. Размеры питающих даек в их верхней части были немногим более 1 м. Величина избыточного давления магмы и газов в дайках при их прорыве на поверхность оказалась в пределах 100-250 кг/см²;
• Северный прорыв по приближенным оценкам имел два источника давления: первый на глубине 16-22 км, второй над ним на глубине 5-9 км.

После окончания извержения началось проседание земной поверхности вокруг Новых конусов. Медленным затуханием оно продолжается до сих пор и к началу ХХ века объем проседания составил примерно 0,04 км³.

2. Дискретные геодезические измерения, выполненные в 1972-1995 годах в Карымском вулканическом центре, дали следующие сведения о деформациях земной поверхности в нем:

• в Карымском вулканическом центре преобладают деформации растяжения преимущественно по направлению перпендикулярному к оси Курило-Камчатской сейсмофокальной зоны. Особо значимые растяжения происходят во время роев вулканотектонических землетрясений;

• максимальные (до 5х10^-6 в год) деформации растяжения в период 1975-1988 гг. происходили в центре вулканической структуры в 7-15 км южнее вулкана Карымского;

• геометрический центр максимальных деформаций в период 1975-1988 гг. практически совпал с эпицентром сильнейшего (М=7.0) землетрясения, происшедшего здесь 1 января 1996 г.

• Ежегодные геодезические измерения вблизи действующего вулкана Карымский на площади примерно 5х10 км² более детально характеризуют относительные деформации земной поверхности. Они таковы:

• в период с 1972 по 1995 гг. произошло общее относительное погружение площади, включающей вулкан Карымский. Оно происходило симметрично относительно кратера вулкана в пределах кальдеры. Объем проседания за 23 года составляет около 0,057 км³;

• эксплозивная деятельность вулкана сопровождалась продолжительными пульсациями уровня земной поверхности у подножия конуса на фоне относительного общего проседания;

• наблюдаемое поле вертикальных подвижек вблизи вулкана Карымский в период 1972-1995 гг. удовлетворительно объяснялось любым изометричным или осесимметричным источником давления под вулканом, верхняя граница которого не ближе 1,5 км от поверхности земли.

В происхождении вертикальных деформаций вблизи вулкана Карымский трудно выделить главную причину. По-видимому, они связаны, в первую очередь, с более общим процессом, охватывающим Восточный вулканический пояс Камчатки, и во вторую очередь, - с изменениями напряжений в магмаподводящей системе и роями местных коровых землетрясений. Извержения с излияниями лавы, как правило, происходят в период, когда наблюдается растяжение земной поверхности. В то же время в период 1986-1995 гг., когда вулкан находился в покое, на его юго-восточном подножье, включая район выхода гидротермальных источников, происходило практически всестороннее растяжение земной поверхности со скоростью 3х10^-6 в год.

1. Прослежены вертикальные деформации вдоль 70 км нивелирного профиля на побережье полуострова Камчатский от пос. Усть-Камчатск до мыса Африка в связи с происшедшими в этом районе сильными землетрясениями в период 1971-1984 гг. Установлено, что после сильных землетрясений с магнитудой около 7 с эпицентрами в северной части Камчатского залива полуостров Камчатский испытывает наклон на юг, юго-восток. Величина наклона близка 0,7 сек. дуги. В промежутке времени между сильными землетрясениями полуостров наклоняется на ССЗ. Вдоль трассы нивелирования определены места наиболее контрастных подвижек, это районы мыса Африка и устья р. Пикеж.
2. Получен практически 15-летний непрерывный ряд измерений горизонтальных деформаций с обсерватории Мишенная вдоль веера линий длиной от 15 до 50 км. Здесь за сравнительно длительный промежуток времени наблюдается знакопеременный характер изменения длин линий, до 3-4х10^-6, что свидетельствует об упругих деформациях земной поверхности, однако замечена тенденция сжатия по всем направлениям до 1-3х10^-6 перед увеличением сейсмической активности на Камчатке.
3. Выполнен подробный анализ всех имеющихся повторных нивелирований на побережье Авачинского залива и замечено, что подножье Авачинского вулкана воздымается, когда происходят деформации сжатия на побережье залива, и опускается, когда здесь происходят деформации растяжения. По-видимому, этот факт говорит о реакции периферического магматического очага на изменение деформаций в данном регионе.

Данные о деформациях земной поверхности на Камчатке могут быть использованы для построения геодинамических моделей земной коры в островных зонах Земли.

1. Кириенко А.П., Золотарская С.Б. Некоторые закономерности деформаций земной поверхности Вос-точной Камчатки в период 1966-1983 гг. // Вулканология и сейсмология. 1989. № 1. С. 80-94.
2. Магуськин М.А., Шароглазова Г.А. Деформации земной поверхности Карымского вулканического центра. // Вулканология и сейсмология. 1992. № 4. С. 90-110.
3. Федотов С.А., Энман В.Б. Программа геодезических работ по изучению современных движений земной коры на Камчатке. // В кн.: Современные движения земной коры. 5. Тарту. 1973. С. 267-273.
4. Федотов С.А., Энман В.Б., Никитенко Ю.П. и др. Геодезические исследования. // Большое трещин-ное Толбачинское извержение, Камчатка. 1975-1976. Гл.XIV. М.: Наука, 1984. С. 472-513.
5. Fedotov S.A., Zolotarskaya S.B., Maguskin M.A., Nikitenko Yu.P., Sharoglazova G.A. The study of deformations of the earths surface on the Kamchatka peninsula: repeated geodetic measurements. Journal of geodynamics 10, 175-188 (1988)