Камчатка относится к немногим территориям России, где антропогенный вклад в формирование химического состава атмосферных осадков остается незначительным. Существенное увеличение доли сульфатов и пониженные значения рН характерны для осадков, формирующихся вблизи построек действующих вулканов. Известно, что вулканы поставляют химические элементы в атмосферу с переменной интенсивностью, а максимальные поступления приходятся на эруптивную фазу. В то же время заметные эманации различных химических элементов в аэрозольной форме могут поступать и в период между извержениями, что сегодня используется нами для мониторинга активности вулканов и дополнительного предиктора их извержений.

Прямая оценка выброса вулканических аэрозолей по их концентрациям в атмосферном воздухе дискретна во времени, требует одновременных измерений в большом числе точек, и, в конечном счете, может не отражать поле их концентраций, так как чаще всего не известно их распределение по высоте. Снегопады же переводят объемное (трехмерное) распределение примесей в атмосфере в поверхностное (двумерное), сохраняя их послойно в разрезе снежного покрова в течение длительного периода времени (иногда, в ледниках, в течение сотен лет). Большие суммы твердых осадков, накапливающиеся в течение года на вулканах Камчатки и практически полное отсутствие антропогенного загрязнения позволяют наладить регулярный контроль изменчивости потока вулканических аэрозолей во времени и осуществлять мониторинг состояния вулканов.

Исследование состава аэрозолей, накопленных в снежном покрове в ледниках на склонах действующих вулканов, анализ растворенной и нерастворенной фракций выполняются с 1989 г. Наиболее обогащены различными металлами тонкие (субмикронные) фракции литических частиц. Получены базы данных разной детальности по извержениям 1980-2000-х гг. и фумарольной деятельности для активных вулканов Камчатки: Авачинский, Корякский, Ключевской, Ушковский, Плоский Толбачик, Карымский, Мутновский, Горелый и др.

На примере вулкана Авачинский показано, что за пределами концентраций связанных с извержением 1991 г. другие пики для большинства элементов несущественны [1]. В районе вулкана в течение 10 лет выполнялся геохимический мониторинг снежного покрова с целью оценки потока вулканических аэрозолей из его кратера начиная с зимы 1990-1991 г.[2], а также эпизодический “геохимический опрос” годовых разрезов ледников в прикратерных зонах отдельных активных вулканов Камчатки.

В стратиграфии ледников захоронена информация об извержениях вулканов региона, в том числе о динамике поступления аэрозолей в атмосферу. Поэтому, для оценки изучения изменчивости аэрозольного состава осадков во времени, наиболее продуктивным является бурение ледников с добычей ледникового керна возрастом более 150-200 лет, что позволяет получить для анализа достаточно длительный ряд наблюдений за динамикой содержания аэрозолей в прошлом и достоверно оценить их информативность в качестве предвестника вулканических извержений.

Наиболее полный объем информации о выносе летучих из окружающих вулканов Ключевской группы содержится в ушковском ледяном керне полученном в 1998 г. [3]. В настоящее время анализ выполнен для верхних 106 м, охватывающих 1820-1998 гг. (рис.1).

Рис.1. Распределение концентрации катионов (ppb), анионов (ppb), электро-кондуктивности (S/m) и
pH с глубиной (м) в верхней половине ушковского ледяного керна

Наиболее резкие пики, отвечающие залповым выбросам аэрозолей в атмосферу, относятся к сильным пароксизмальным извержениям вулканов Безымянный в 1956 г. (на глубине ~36 м), неизвестного извержения на глубине ~84 м и Ключевского вулкана в 1829 г. (на глубине ~102 м).

Таким образом, сопоставление результатов дистанционного зондирования и наземных измерений (аэрозоли, вулканические газы) позволяет более полно оценить вынос летучих и петрогенных компонентов во время извержений вулканов Камчатки и их возможный климатический эффект.

1. Алексеев В.А., Алексеева Н.Г., Муравьев Я.Д. и др. Аэрозольный предвестник извержения Авачинского вулкана в январе 1991 г. // Докл. АН. 1995. Т.345, №5. С.667-670.
2. Серафимова Е.К., Овсянников А.А., Муравьев Я.Д. Вулканические эксгаляции вулкана Авачинский в постэруптивном процессе после извержения 1991 г. //Вулканология и сейсмология, 2002, №4, с.22-30.
3. Shiraiwa T., Muravyev Ya.D., Matsuoka K., Salamatin A.N., Horikawa S., Ovsyannikov A.A., Fujikawa T., Tanaka N. Geophysical and paleoclimatic implication of the Ushkovsky Ice Cap in Kamchatka. Cryospheric Studies in Kamchatka II, Sapporo, ILTS, 1999, 8-19.