1. Skip to Menu
  2. Skip to Content
  3. Skip to Footer

Российские ученые исследуют сейсмические феномены

vulkanМагистерская работа студента Новосибирского государственного университета Кайрлы Джаксыбулатова, посвященная суперизвержениям, со временем доросла до полноценной статьи в престижном научном журнале Science. О ее результатах «Газета.Ru» побеседовала с соавтором статьи, заведующим лабораторией сейсмической томографии Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения РАН (ИНГГ СО РАН), доктором геолого-минералогических наук Иваном Кулаковым.

— Чему посвящена ваша работа?

— Кальдера Тоба — это место крупнейшего за последние несколько миллионов лет извержения, которое произошло 74 тыс. лет назад и привело к выбросу около 2800 куб. км пород. Проблема суперизвержений является одной из горячих в науках о Земле.

Среди специалистов активно дискутируется вопрос, каким образом такое количество магматического вещества могло накопиться под вулканом.

Судя по результатам сейсмических исследований, кора на глубинах более 7 км является сильно анизотропной, что указывает на выраженную слоистую структуру, в которой чередуются коренные породы с горизонтально направленными внедрениями магматического вещества. Это подтверждает предположения других авторов, которые считают, что слоистая структура магматического очага является единственно возможной под супервулканами. В верхней коре непосредственно под кальдерой Тоба наблюдается аномалия с пониженными сейсмическими скоростями и изотропными свойствами, которая может совпадать с положением громадной воронки глубиной 5–7 км, образовавшейся в результате взрыва 70 тыс. лет назад.

— Какие методы при этом использовались? В чем состоит непосредственно ваш вклад?

— В работе использован относительно молодой метод шумовой томографии, который был предложен несколько лет назад нашим соавтором Николаем Шапиро и который уже завоевал популярность во многих научных центрах мира. Этот метод состоит в выделении полезных сейсмических волн из непрерывных записей природного шума, с помощью которых можно изучать глубинное строение Земли.

Новой особенностью данной работы является использование поверхностных волн двух типов, Рэлея и Лява, которые позволяют раздельно изучать упругие свойства в вертикальном и горизонтальном направлениях. На основании разницы сейсмических скоростей, полученных с помощью этих волн, можно сделать вывод об анизотропии земной коры.

Основные расчеты проводились первым автором Кайрлы Джаксыбулатовым, который начинал данную работу, будучи магистрантом НГУ и сотрудником лаборатории сейсмической томографии ИНГГ СО РАН. Иван Кулаков ранее уже имел опыт работы с этим супервулканом. В настоящей работе он активно участвовал в геологической интерпретации полученных результатов. Николай Шапиро — наш соотечественник; в настоящее время работает в Институте физики Земли в Париже (IPGP).

Именно он предложил использовать поверхностные волны различного типа для выявления радиальной анизотропии в Земле.

— Как выводы, приведенные в статье, помогут геологам?

— Новая методика анализа сейсмических данных оказалась чрезвычайно эффективной для обнаружения сейсмической анизотропии в коре. Предполагается применить ее и в других областях потенциально возможных суперизвержений и оценить риск такого рода событий.

— Где проводились изыскания? Помогали ли вам российские учреждения или работа шла только за рубежом?

— Вопрос суперизвержений имеет глобальную важность. Если бы такого масштаба извержение произошло в настоящее время, это полностью изменило бы жизнь человечества и всех биологических видов на Земле. Поэтому над этой проблемой работают специалисты из разных стран.

В данной работе помимо российских ученых были задействованы специалисты из Франции и Германии, которые создали алгоритмы и помогли с их практической реализацией для данных по кальдере Тоба. Кроме того, эта работа была бы невозможной без сети сейсмических станций, установленной в кальдере силами института GFZ Потсдама. Расчеты в основном проводились в парижском Институте физики Земли, куда Кайрлы Джаксыбулатов был направлен на стажировку.

— Какова вероятность того, что суперизвержение произойдет в наше время?

— Это проблема, которая серьезно занимает ученых. 70 тыс. лет по геологическим меркам — это мгновение. За то время, которое прошло со времени извержения на Тобе, никаких принципиальных изменений в Земле не произошло.

Таким образом, вероятность такого события сейчас ничуть не меньше, чем 100 тыс. или 1 млн лет назад. Другое дело, что такое крупное событие внезапно произойти вряд ли может.

Если в коре происходит перегруппировка огромных масс и накопление большого давления, это, несомненно, должно привести к каким-то косвенным явлениям, например землетрясениям или смещениям земной поверхности, которые при современном развитии геофизического мониторинга невозможно пропустить. В случае крупных извержений предвестники начинают появляться и возрастать по интенсивности за месяцы или даже годы до главного коллапса.

По моему мнению, подготовка суперизвержения будет происходить намного дольше. Ничего подобного сейчас нигде мы не наблюдаем; так что можно быть относительно спокойным.

Последние примеры — извержение Таупо в Новой Зеландии около 26 тыс. лет назад. По объему сопоставимо с Тобой, однако имело существенно меньшее влияние на биосферу. Из человеческой истории — Тамбора в Индонезии в 1815 году, после которого в Европе и Америке был мор скота и людей из-за холода и голода; в Германии снег летом лежал. Объем извержения — «только» 160 куб. км.

Владимир Корягин,
(gazeta.ru, 31.10.2014)