Введение. В кратере вулкана Шивелуч, образовавшемся после катастрофического эксплозивного извержения 1964 года, формируется новый экструзивный купол. Этот процесс идет неравномерно. Можно выделить три этапа формирования купола. В августе 1980 года началось выжимание экструзии, которое продолжалось до конца 1981 года. Затем последовал следующий этап с апреля 1993 по январь 1995 года. Последний, третий этап начался в апреле-мае 2001 года и продолжается до настоящего времени.

Каждый из этапов формирования купола имеет свои особенности в подготовке извержения, его ходе и характере межэруптивного периода.

Извержение 1980-1981 гг. не предварялось сейсмической подготовкой. Расход вещества в этот период формирования купола был минимальным из трёх рассматриваемых и не превышал 0.1-0.2 млн.м³ в сутки. К сентябрю 1981 года объём купола составлял 16.8 млн.м³. После остановки роста купола в 1981 году началось его разрушение и уменьшение высоты. Затем на куполе начали происходить единичные взрывы и выбросы, иногда с пеплом. Во время взрывов образовывались воронки. Количество эксплозий со временем увеличивалось, менялась морфология купола. Происходила локализация эруптивных центров, что привело к образованию в 1990 г. единого кратера.

Извержение 1993-1995 гг., в отличие от предшествующего, предварялось заметной сейсмической подготовкой. Усиление сейсмической активности было отмечено за 18 дней до главной эксплозивной фазы извержения. За два дня до ее начала, 20 апреля 1993 г., резко увеличилось число землетрясений (до 300 в сутки), а амплитуда вулканических дрожаний (ВД) непосредственно перед главной эксплозивной фазой 22.04.93 достигла 32-35 мкм/сек. Экструзивная фаза извержения 1993-1995 гг. продолжалась более 1.5 лет, до января 1995 года включительно. При этом объём купола увеличился более чем на порядок и достиг величины 199.2 млн.м³.

С 1997 г активность вулкана вновь возросла. Началась подготовка следующего извержения. На сейсмических записях вновь появились отдельные землетрясения 1-4 типов (по Токареву П.И), а с 1998 г. эпизодически отмечалось ВД и наблюдались парогазовые выбросы. В 1998 г. было отмечено 2 выброса, в 1999 г. – 8, в 2000 г. – 16. За 4 месяца 2001 г. (до начала извержения) произошло 9 пепловых выбросов.

Извержение 2001-2002 гг. Собственно третий этап развития экструзивного процесса на вулкане Шивелуч начался весной 2001 г. Как и перед началом извержения 1993 - 1995 гг., в конце апреля (с 23 по 25.04) 2001 года количества землетрясений под вулканом Шивелуч резко возросло (до 150-200 в сутки). В конце апреля начале мая регистрировалось уже от 200 до 380 землетрясений в сутки, из которых от 5 до 30 имели энергетический класс 6 и более. 23 апреля 2001 года Общим советом Института вулканологии ДВО РАН и КОМСП ГС РАН по прогнозу землетрясений и извержений вулканов на основе поданного Ивановым В.В. заключения был дан официальный краткосрочный прогноз, в котором содержались сведения о предполагаемом времени начала извержения, ожидаемом объёме изверженного материала, возможной опасности для населения и авиации в районе г. Ключи и его окрестностях. По изменению характера сейсмических событий, а именно: увеличению частоты слабых событий, появлению ВД, сначала спазматического, затем непрерывного, был сделан вывод о начале экструзивного процесса в постройке вулкана в ночь со 2 на 3 мая. Количество крупных событий по-прежнему оставалось большим. Максимум (N=379) был зарегистрирован 7 мая перед серией пепловых выбросов. В ходе этой эксплозивной фазы с западного склона экструзивного купола прошли пирокластические потоки протяженностью до 1.5-2.0км. После окончания выбросов наблюдался спад энергии и числа землетрясений.

12 мая при улучшении видимости на вулкане Двигало В.Н. визуально обнаружил новый экструзивный купол на западном склоне старого. В ходе аэрофотосъёмки 16 мая было выявлено три новых эруптивных центра в западной и в северных частях старого купола. С момента появления нового экструзивного купола проводилось непрерывное слежение за ростом его высоты и объёма. При этом максимальная скорость роста купола отмечена в начале экструзивной фазы извержения (около 0.7 млн.м³ в сутки). Экструзивный процесс прерывался эксплозивными фазами извержения. Перед эксплозивными фазами как правило наблюдался спад сейсмической активности. Такой спад наблюдался с 14 по 18 мая. Подобное затишье происходило и в апреле 1993 года непосредственно перед главной эксплозивной фазой извержения.

Главная эксплозивная фаза извержения началась 19 мая 2001. За несколько часов до ее начала отмечено резкое усиление ВД (до 3-4 мкм/сек) и рост числа глубоких землетрясений. С 10 часов утра 19 мая на вулкане наблюдались пепловые выбросы, следовавшие с интервалом 10-15 мин. При этом формировались небольшие пирокластические потоки. В 17:05 в кратере вулкана начали происходить мощные взрывы. Уровень ВД увеличился до 10 мкм/сек. В 17:24 отмечены пирокластические потоки, направленные в сторону р. Байдарная. Видимая длина потоков достигала 2,5 км. С 17:41 мощные вулканические взрывы следовали почти непрерывно. Эруптивная колонна постепенно расширялась. В 17:58 весь склон выше горизонтали 1200-1300 м, а затем и вся постройка накрылись эруптивной тучей. В это время ширина эруптивной колонны была соизмерима с шириной основания постройки. В 18:02 верх эруптивной колонны достиг тропопаузы. Нижняя часть колонны сносилась в СЗ направлении. В 18:30 стала видна восточная часть постройки вулкана. Над р. Байдарная в это время стояла сплошная белая стена, фиксирующая зону распространения пирокластических потоков. Протяженность их видимой части превышала 8-10км, окончание потоков скрывались в руслах рек Байдарной, Каменской и Бекеш. В последствии было установлено, что максимальная длина пирокластических потоков достигала 18км.

Пароксизмальная фаза извержения 19 мая продолжалась около 2х часов. В г. Ключи и в п. Усть-Камчатск выпадения пепла не наблюдалось, т.к. нижняя часть эруптивной колонны сносилась на СЗ. В 20 км к западу от вулкана (в стороне от оси пеплопада) пепла выпало до 2.5 кг/м², при этом в пепле отмечались частицы размером до первых миллиметров. Верхняя часть колонны была снесена на северо-восток тропосферными потоками и через 10-12 часов после пароксизма, судя по опубликованным в Интернет спутниковым данным, пепловые облака фиксировались уже над подводным хребтом Ширшова в 400-500км к северу-востоку от вулкана.

20 мая кратер вулкана был закрыт плотными, газопепловыми облаками, происходили сравнительно небольшие взрывы с выбросами пепла на высоту 2-3 км над куполом. Утром 21 мая в 7:25 местного времени, в кратере вулкана произошёл мощный одиночный взрыв. Пепловое облако после этого взрыва поднялось на высоту до 13 км. Ещё более мощный взрыв произошёл ночью с 21 на 22 мая. Как и 19 мая, эруптивная колонна при ночном взрыве 22 мая имела поперечный размер, сопоставимый с размером всей постройки вулкана. В эруптивной колонне сверкали молнии. Пепловое облако от этого взрыва поднялось на высоту более 20 км. Его поперечный размер при этом составлял около 140 км. Взрывы 21 и 22 мая предварялись и сопровождались резким всплеском количества и энергии вулканических землетрясений и амплитуды ВД. Можно полагать, что период с 19 по 22 мая 2001г соответствовал главной эксплозивной фазе извержения вулкана Шивелуч.

Вулканическими взрывами 19 и 22 мая был частично разрушен новый лавовый купол (отмечено уменьшение высоты на 30 м). После некоторого перерыва последовала серия более слабых взрывов. В период с 29 июня по 2 июля 2001 г. прошла ещё одна серия мощных взрывов с выбросами пепла на максимальную высоту до 10 км. И вновь было отмечено частичное разрушение нового растущего купола с уменьшением его высоты на 25 м. Извержение сопровождалось небольшими пирокластическими потоками. протяженностью 5-6 км. Июльская эксплозивная фаза извержения по мощности и сейсмической выраженности уступала предшествующей 19-22мая.

17 июля 2001 г сейсмический режим вулкана качественно изменился. Началось монотонное увеличение амплитуды ВД. К концу июля средние значения амплитуды ВД превысили в 2.5 раза величины, которые наблюдались перед главной эксплозивной фазой извержения 19 мая 2001г. При этом суточное количество землетрясений снизилось до минимума. В это же время возобновился рост экструзивного купола. Вероятнее всего, высокий уровень дрожания был обусловлен сменой режима течения магмы в канале вулкана: с пульсирующего, сопровождаемого отдельными землетрясениями, на непрерывное течение, сопровождаемое ВД.

В середине августа 2001 г. ВД резко прекратилось, в это же время вновь появились землетрясения 2-3 и 4 типов. В течение двух месяцев (с середины августа до середины октября) сохранялся высокий уровень сейсмичности. Во время максимума сейсмической активности 30 сентября 2001 г. произошла серия пепловых выбросов, длившаяся непрерывно в течение двух часов. Высота эруптивной колонны достигала 10 км. В ходе этого извержения вновь сошли пирокластические потоки. Причём потоки сходили по всему Ю-ЮВ сектору склона, т.е. от р. Байдарной до р. Бекеш. Длина потоков достигала 4-5 км. Выбросы продолжались и в последующие дни, 1-3 октября. При смене направления ветра 1 октября в г. Ключи выпал пепел.

С середины октября до середины ноября 2001 г. вновь наблюдался спад числа землетрясений 2-3 и 4 типов и повышение уровня ВД до 3-3.5 мкм/с. На максимуме ВД, 7 ноября 2001 г. произошёл пепловый выброс на высоту до 5 км над кратером вулкана.

В течении 2002 г. под вулканом Шивелуч сохранялся повышенный уровень сейсмической активности. Периодически оживлялась и эксплозивная активность. Так на максимуме сейсмической активности в середине февраля и в конце марта 2002 г наблюдалась серия пепловых выбросов. Центры эксплозий переместились в центральную и восточную части экструзивного купола. Следует отметить период с начала июля до середины сентября 2002 года. В это время вновь наблюдали некоторый спад вулканических землетрясений и постепенное повышение с последующим спадом уровня ВД. Повышенный уровень ВД по времени совпал с активизацией эксплозивной деятельности. В первой половине августа зарегистрировано до 38 пепловых выбросов. Подобная вспышка эксплозивной активности отмечались также и в середине ноября 2002 г. В настоящее время высота экструзивного купола составляет 483 м от поверхности 1980 г., его объем оценивается 390 млн.м³.

Последствия извержения 2001-2002 гг. Эксплозивные фазы извержения обычно сопровождались пирокластическими потоками различной мощности и длины. Во время маршрутных обследований “сухих” рек: Байдарная, Каменская и Бекеш установлено, что наиболее мощные пирокластические потоки (до 8-10м) прошли по долине р. Байдарная на расстояние до 18 км во время эксплозивной фазы 19 мая 2001г. Крупные обломки в отложениях потока были представлены двумя, резко отличающимися по количественному соотношению и внешнему виду составляющими: обломки купола (единичные находки) и пемзовидными обломками ювинильного материала (подавляющая часть крупнообломочного материала). Обломки купола – плотные, серые, раскристаллизованные амфибол-плагиоклазовые андезиты с многочисленными трещинами остывания. Ювенильный материал – светло-серые, до белого, полуокатанные и окатанные обломки пористых пемзовидных андезитов с вкрапленниками плагиоклаза и амфибола. Крупные и мелкие обломки пород погружены в пепло-песчаную пирокластическую массу заполнителя серого цвета.

Поверхность отложений пирокластического потока напоминала валунно-галечный пляж, при этом большинство крупных обломков было приурочено к поверхности потока, а более мелкие обломки хаотично распределены в средней и нижней частях потока. Размер обломков был от сантиметров до первых метров. Крупные обломки в момент отбора образцов были горячими, из трещин выделялся газ со слабым запахом сернистого газа. На поверхности отложений пирокластического потока часто наблюдались прогретые парящие площадки.

Образование пирокластических потоков привело к интенсивному таянию снега и сходу мощных грязевых потоков – лахаров. Лахары спускались по руслам рек: Байдарная, Каменистая и Бекеш на расстояния до 30 км от растущего лавового купола. По результатам обследований, проведенных после главной эксплозивной фазы извержения, в 13 км от купола на выходе из каньона р. Байдарная ширина лахара достигала 200 м при мощности 4-6м с заплесками до 10 м. Далее, на расстоянии 18-20 км от купола, мощность лахара составляла 2-2.5 м при высоте заплесков 3-4 м. В лесу после прохождения лахаров образовались многочисленные завалы деревьев. Лахар, прошедший по р. Байдарная, повредил дорогу на участке протяжённостью до 19 км. В долине р. Каменская лахар залил лес и прошёл всего в 200 м от дома лесников. Лахар, спустившийся по р. Бекеш, повредил автомобильную дорогу на участке г. Ключи – п. Усть-Камчатск. Дамба через р. Бекеш высотой 10-12 м была полностью размыта грязевым потоком. Аналогичные последствия прохождения лахаров отмечались и в период эксплозивной активизации вулкана в январе – феврале 2002 г.

Выводы. Извержение вулкана Шивелуч 2001-2002 гг. отличается от извержений 1980-1981 и 1993-1995 гг. высоким уровнем сейсмичности. Намечается тенденция закономерного нарастания интенсивности сейсмических явлений, связанных с межпароксизмальными извержениями в. Шивелуч по мере заполнения его кратера экструзией. Извержение 1980-19881гг вообще не предварялось и не сопровождалось заметными сейсмическими событиями. Во время подготовки и в ходе извержения 1993-1995гг количество землетрясений под вулканом достигало 250-300 в сутки, а их энергетический класс достигал величины К=7.0, при этом период относительно высокой сейсмической активности продолжался около двух недель. Начавшееся в 2001 г извержение предварялось всплеском сейсмической активности длительностью не менее шести недель, и в дальнейшем сопровождалось высоким уровнем сейсмичности: количество сейсмических событий достигало 300-400 сутки, а максимальный энергетический класс составил 9.5. Напомним, что перед катастрофическим извержением 1964г, когда кратер вулкана был практически полностью заполнен экструзиями, отмечались землетрясения с энергетическим классом К=12 включительно.