Вулканические продукты новых Толбачинских вулканов

При Большом трещинном Толбачинском извержении был вынесен с глубин Земли на дневную поверхность значительный объем вулканического материала. Вулканические продукты этого (как и других) извержения выбрасывались в дробленом виде или изливались в виде лавовых потоков.

При взрывном извержении поступают на поверхность куски шлаков, вулканические бомбы, лапилли, песок и пепел. Все перечисленные вулканические продукты присущи Большому трещинному Толбачинскому извержению. Особенно много продуктов взрывного извержения на Северном прорыве - около 85 %. Что же касается Южного прорыва, то здесь все наоборот - рыхлых, или эксплозивных, продуктов не более 10 - 15 %, остальные относятся к лавовым потокам. Вулканические продукты как Северного, так и Южного прорывов во многом сопоставимы с продуктами извержения вулкана Плоский Толбачик.

Конусы новых Толбачинских вулканов в основном сложены шлаками. Шлаки - это куски очень пористой лавы самой различной формы. Размеры их колеблются в широких пределах. Иногда частицы шлака напоминают собой небольшие глыбы, но в основном размеры их составляют первые десятки сантиметров. Подобными шлаками сложены и другие конусы, которых в пределах Ключевской группы вулканов насчитывается более трехсот.

Шлаки Большого трещинного Толбачинского извержения представляют интерес и в другом отношении: они вполне пригодны для получения легкого бетона, которому не нужны искусственные наполнители. Такие шлаки, несомненно, найдут применение в строительстве.

Для этого извержения характерны и вулканические бомбы (рис. 13). Они также образуются из кусков лавы, выброшенных взрывными извержениями на значительную высоту. Типичные бомбы из несколько остывшего расплава свойственны Южному прорыву. Образуются они следующим образом. У такого расплава имеется остывшая тоненькая поверхностная корочка. Поднятые вверх кусочки раскаленной лавы в воздухе способны деформироваться, поэтому из них получаются шарообразные, эллипсоидальные, веретенообразные и другой формы бомбы. Все зависит от того, какое вращательное движение они претерпели при полете. Падая на поверхность земли, такие бомбы, успевшие остыть при полете, уже не деформируются и сохраняют ту форму, которую обрели в воздухе.

Рис. 13. Вулканическая бомба. Южный прорыв БТТИ. Фото Ю. В. Ванде-Киркова

Вулканические бомбы имеют лишь плотную внешнюю оболочку, а внутри - множество полостей, через которые проходил газ. Если же куски раскаленной лавы не успевают остыть (отсутствует затвердевшая корочка) в воздухе, то при падении они сильно деформируются, поэтому из них получаются не вулканические бомбы, а скорее шлак. Здесь же встречаются и псевдобомбы. Это захваченные обломки пород, через которые прорывался расплав. Они снаружи покрыты плотной лавовой коркой. Форма таких "бомб" зависит от захваченных обломков.

Как и в других местах, при этом извержении во множестве возникали лапилли. Размеры лапилли невелики - от 2 до 20 мм, чем они и отличаются от частиц шлака. Форма их довольно разнообразна - подобие эллипса, полукольца и т. д. Лапилли также выбрасываются при взрывных извержениях, но так как они значительно легче бомб, то и поднимаются намного выше. В воздухе большинство из них успевает остыть, поэтому при падении на землю они почти не деформируются. Лапилли можно видеть вокруг моногенных Толбачинских вулканов (шлаковых конусов) и даже на значительном удалении от них.

В радиусе Южного прорыва встречены и лапилли из плагиоклаза. Долгое время считалось, что такие лапилли возникают только при извержении вулкана Плоский Толбачик. И действительно, в других местах они до сих пор не встречались. Теперь у Плоского

Толбачика появился серьезный соперник. Такие сростки непрочно связаны с огненно-жидким расплавом и поэтому, как только он достигает поверхности, вываливаются из него. "Неуживчивость" этих сростков с магматическим расплавом, вероятно, объясняется тем, что они образуются на небольшой глубине, не успевают впаяться в расплав и потому остаются обособленными.

Для Большого трещинного Толбачинского извержения характерны также "волосы Пеле" - тонкие стеклянные нити из базальта. Они во многом похожи на подобные образования вулкана Плоский Толбачик.

Очень активно вели себя наиболее мелкие вулканические частицы - песок и пепел, особенно последний. Вместе с газом и паром пепел поднимался над кратерами конусов на 10 - 12 км, а иногда и выше, расплываясь в поднебесье на многие сотни километров. Как показывают проводившиеся наблюдения, пепловые шлейфы протягивались до 1000 км от места извержения. Пепел держался в воздухе очень долго, медленно оседая на громадных пространствах. Вблизи конусов пепловые облака непрестанно пронизывались сверкающими молниями, слышны были громовые раскаты даже на значительном удалении.

Песок и пепел вместе с частицами шлака отлагались не только вблизи конусов. Даже за одну ночь палатки вулканологов, находившиеся в нескольких километрах от места извержения, настолько засыпало, что лагерь в срочном порядке пришлось перенести на новое место, причем повторялось это много раз.

Взрывные (или эксплозивные) извержения, в результате которых и образуются вулканические продукты, представляют собой весьма эффектное зрелище, особенно в ночное время. Куски шлака, вулканические бомбы и лапилли создают над конусом подобие огромного факела, а падающие на их склоны раскаленные частицы как бы просвечивают конус насквозь.

Эта картина чрезвычайно динамична и каждый миг приобретает новые оттенки.

Не менее интересны вулканические продукты Большого трещинного Толбачинского извержения - лавовые потоки. Это извержение продемонстрировало большое разнообразие лавовых потоков по составу и особенно по форме. Поступление их на поверхность происходило с разных точек, и они тут же устремлялись в пониженные части рельефа. Как и продукты взрывных извержений, лавовые потоки во многом схожи с потоками вулкана Плоский Толбачик.

Кратко напомним, какие же бывают лавовые потоки. Наиболее близок к трещинным толбачинским лавам тип гавайской лавы. Обычно это крупноглыбовые лавы, поверхность которых состоит из полуспекшихся обломков. Встречаются потоки, состоящие из нагромождения крупных глыб с гладкой поверхностью. Некоторые лавовые потоки имеют почти гладкую, слегка морщинистую поверхность. Бывают лавовые потоки и с относительно гладкой поверхностью, состоящие из очень жидкого расплава; такие потоки свойственны лавовым рекам. Нередко в одном и том же лавовом потоке совмещается несколько разновидностей.

Лавовые потоки Большого трещинного Толбачинского извержения 1975 - 1976 гг. тщательно документировались, поэтому эти наблюдения представляют большую ценность. Их можно продемонстрировать соответствующими фотоснимками. Здесь большая работа была проделана Ю. В. Ванде-Кирковым и другими вулканологами.

С очень давних пор известно, что в некоторых местах нашей планеты лавовье потоки производили большие разрушения. Так было в Средиземноморье, Зондском поясе Индийского океана и других местах. Тем не менее люди иногда вступали в борьбу со стихией и предотвращали грозившую им катастрофу. Совсем недавно такая схватка произошла в Исландии, а несколькими десятилетиями ранее - на о-вах Гавайи (1935 г.).

Лавовые потоки очень долго сохраняются в первозданном виде. Однако какие-то детали со временем исчезают, и это неизбежно. На Большом трещинном Толбачинском извержении лавовые потоки задокументированы и засняты на фотопленку в день их появления и даже в тот момент, когда они только успевали показаться на поверхности земли. Лавовый поток как бы выпрыгивает из своего отверстия, в некоторых случаях его глыбы похожи на зубья. На одном из фотоснимков виден типичный глыбовый лавовый поток, заснятый в "лоб", т. е. представлена фронтальная часть потока (рис. 14). Лавовый поток при передвижении все время издает какие-то звуки, шуршит. Его поверхностные глыбы ломаются и скатываются в основание потока. Случалось, что пути некоторых лавовых потоков пересекались. По засыпанному вулканическим пеплом месту, где еще сохранились полуобожженный мелкий кустарник и омертвевшие стволы деревьев, движется лавовый поток. Он не оставляет в покое даже это почти опустошенное место, ломая и сжигая оставшуюся растительность. Иногда лавовый поток действует как грейдер. По засыпанному пеплом и шлаком полю движется лавовый поток, как бы вгрызаясь в рыхлую насыпь, и образует морщинистый вал (рис. 15). Суммарная ширина разрозненных потоков в общей сложности иногда достигает нескольких сотен метров.

Рис. 14. Передняя (фронтальная) часть лавового потока БТТИ. Фото О. Н. Волынца

Рис. 15. Поверхность одного из лавовых потоков БТТИ. Фото А. М. Чиркова

Там, где пройдет лавовый поток, остается лишь пустыня. Теперь в таких местах, кроме чахлой травки, растительность может появиться только через сотни лет, так как все живое уничтожено под действием высокой температуры потока.

Жидкая лава ведет себя по-другому. Ведь ее поток более динамичен. По мере движения на нем образуется чуть остывшая корка, которая несколько отстает от средней части раскаленного потока и движется медленнее. Поэтому такая корка растрескивается, а через образовавшиеся трещинки выдавливается расплав в форме шаров, лепешек и т. д. Фрагменты выдавливания расплава через трещины корки можно видеть во многих местах.

Своеобразный лавовый поток, относящийся к гавайскому типу, излился из одного отверстия (бокки) на Южном прорыве. Поверхность потока состояла из полуспекшихся обломков с неровным изломом и морщинистым обрамлением.

Очень насыщенный газами жидкий лавовый поток в процессе движения "разбрызгивался", образуя длинные базальтовые нити (рис. 16). Также формируются "волосы Пеле" при взрывных извержениях. Застывший лавовый поток представляет собой очень прочный материал. В раскаленном виде он мчится со скоростью горной речки - иногда несколько десятков километров в час. Каков же температурный режим лавовых потоков? В общем случае температура их варьирует в пределах 1000 - 1100 °С. Как показывают измерения Г. Н. Ковалева и Ф. Ш. Кутыева, произведенные при Большом трещинном Толбачинском извержении, температура расплава в истоках лавовых речек составляла 1050 - 1070 °С. В напорных же газовых струях лавовых потоков температура была близка к 1300 °С. Причина повышения температуры в газовых струях заключается в интенсивном окислительном процессе, возгорании магматических газов при их контакте с кислородом воздуха.

Рис. 16. Стеклянные нити на сводах лавовых пузырей, насыщенных газами. Южный прорыв БТТИ. Фото Ю. В. Ванде-Киркова

Интересно отметить и такое явление. Через несколько лет после извержения, в 1982 г., на гребнях кратеров шлаковых конусов Большого трещинного Толбачинского извержения были выявлены прогретые парящие площадки, т. е., как и в предыдущие годы, продолжался вторичный разогрев. Так, температура вблизи поверхности первого конуса Северного прорыва достигала 80 - 150 °С, а на площадках с возгонами под коркой - 430 °С. На втором конусе этого прорыва породы в трещинах, на перемычке с первым конусом, были разогреты до красного каления (данные Б. В. Иванова и др.). Происходят некоторые процессы преобразования и в самих вулканических продуктах.

Остановимся теперь на особенностях лавовых потоков. Помимо перечисленных форм лавовых потоков имеются и другие, которые присущи именно Большому трещинному Толбачинскому извержению.

Довольно своеобразны канатные и волнистые лавы. Распространены они не столь широко, как это присуще вулкану Плоский Толбачик, но тем не менее выглядят здесь весьма эффектно. Канатные лавы образуются при сравнительно медленном движении потока, когда на его поверхности появляется остывшая корка, которая отстает в своем движении от находящегося под ней более жидкого расплава. Вначале в корке появляются морщины, но, поскольку поток движется быстрее верхней корки, эти морщины превращаются в валики или канаты (рис. 17). Канатная текстура характерна для жидких лавовых потоков.

Рис. 17. Образование лавы с канатной поверхностью. Южный прорыв БТТИ. Фото Ю. Б. Слезина

Лавовые потоки с канатной поверхностью зафиксированы на Южном прорыве. Они отчетливо выделяются в средней части потока, что обусловлено разной скоростью движения его в поперечном сечении. Обычно у канатных образований выпуклая сторона направлена по течению потока. Выглядят они очень эффектно, но по объему уступают лавам с волнистой поверхностью. Последние распространены вдоль продольной оси потока, но не повсеместно, а в основном в средней его части, имея мягкие, без резких очертаний, формы. В отличие от канатных лав эта разновидность образуется на поверхности потока тогда, когда корка на нем еще отсутствует.

На лавовых потоках нередко встречаются валы коробления, причина образования которых - неровность рельефа, какое-либо препятствие, возникающее на пути потока. Из-за сильного давления подвижного магматического расплава на затвердевшую верхнюю корку и возникают валы коробления. Как указывают Ю. В. Ванде-Кирков и другие, на потоках прослежены валы длиной 150 м и шириной до 20 м.

Для лавовых потоков характерны также большие бугры вздутия, шары, складки сжатия, хребты сдавливания и другие формы. Все разнообразие форм присуще лавовым потокам базальтового состава Большого трещинного Толбачинского извержения. Во время этого извержения возникали и лавовые пещеры. Они образовывались в результате опустошения лавоводов в самом потоке. На Толбачинском долу давно известны пещеры в лавах. Размеры этих пещер разные, но некоторые из них прослеживаются на многие десятки метров.

Необыкновенно эффектны лавовые речки, которые представляют собой потоки жидкой базальтовой лавы с низким содержанием кремнезема. Особенно красиво выглядят они в ночное время. У лавовых речек есть и свои фарватеры, и свои бортовые валы. Иногда русло их при движении выходит даже за пределы бортовых валов. Лавовые речки, встречая какое-либо препятствие на пути, разделяются на рукава, образуя мелкие потоки. И, хотя речки расплавленного камня не очень широки, преодолеть их невозможно.

Однако случается, что лавовые потоки, уничтожающие все на своем пути, пасуют... перед снегом. Чем же это можно объяснить? Суть состоит в том, что передняя (фронтальная) часть лавового потока, соприкасаясь со снегом или льдом, быстро охлаждается. Остывшая корочка потока является тем изолятором, который в какой-то степени предохраняет снег от таяния, хотя все же он и отступает. В 1974 г. во время побочного извержения Ключевского вулкана раскаленный лавовый поток следовал по леднику. Разумеется, последний постепенно таял, и лавовый поток все время углублялся в ледник, прорезая себе корытообразное русло.

Нередко у небольших речушек и озер происходило последнее свидание с солнцем в тот день, когда к ним жаловал на "водопой" лавовый поток. Правда, водоемы сразу не сдавались, было много шума от такой стычки, происходили даже взрывы (они называются фреатическими) на лавовых потоках, но вода в таких местах исчезала мгновенно. Следует добавить, что взрывы на лавовых потоках происходят и по другой причине - они связаны с выделением накопившихся в лаве летучих веществ.

При Большом трещинном Толбачинском извержении встречены еще одни потоки, не похожие на предыдущие. Это грязевые потоки (или лахары). Они возникают потому, что выбрасываемые взрывными извержениями раскаленные мелкодробленые вулканические продукты падают на снежный покров. Последний быстро тает, в результате чего и образуется бурный грязевой поток. Такой поток уничтожает лесную растительность и все, что встречается на его пути.

Почему именно на Толбачинском долу произошло трещинное извержение, а не в каком-то другом месте? Такой вопрос может возникнуть, и он вполне правомерен. Выше уже говорилось, что вулканические извержения происходят лишь в тех местах, где еще не завершены процессы горообразования, где земная кора неустойчива. Однако даже в таких зонах извержения проявляются не повсеместно. Вулканы рождаются там, где в земную кору на значительную глубину проникают разломы и трещины. В одних случаях вулканы приурочены к продольным разломам, в других - возникают на их пересечении. На рис. 18 хорошо прослеживаются протяженные разломы, точнее - система разломов. В этой зоне и возникли многие вулканические постройки, в числе которых находится и вулкан Плоский Толбачик.

Рис. 18. Местоположение Большого трещинного Толбачинского извержения в 1975- 1976 гг. (Северный и Южный прорывы): 1 - ледники; 2 -прорыв (побочный кратер) 1941 г.; 3 - трещины (а - растяжения, б - с заметной амплитудой смещения); 4 - кратеры и кальдеры; 5 - дайки; 6 - лавовые и шлаковые конусы

Разломы - это те зоны, по которым поднимаются к поверхности магматические расплавы.

Даже в такой зоне, разбитой разломами и трещинами, вулканические извержения происходят непостоянно. Для того чтобы произошло извержение, нужна огромная сила, способная прорвать толщу земной коры, и тогда по разломам и трещинам магматический расплав устремляется к поверхности. Как полагают некоторые ученые, при Большом трещинном Толбачинском извержении происходила разгрузка магматического очага, накопившегося за несколько сот лет, а сам расплав перед началом извержения поступал с 20 - 30-километровой глубины.

Как же возникает магматический очаг, из которого поступает расплав к поверхности? На глубине нескольких десятков километров от поверхности земли температура такова, что горные породы обычно могут переходить в расплав. Однако сильное давление вышележащих толщ препятствует плавлению. При возникновении какого-либо нарушения горные массы смещаются, давление ослабевает и перегретые горные породы на той же глубине превращаются в расплав, который устремляется к поверхности в любое ослабленное место - разлом, трещину, полость и т. д.

Вблизи поверхности, где давление невелико, расплав начинает вскипать. Затем происходит взрывное извержение, когда расплав, раздробленный на мелкие частицы, вместе с газом и паром выбрасывается на большую высоту, нередко превышающую 10 - 12 км (до 30 - 35 км). Иногда извержение происходит и по-другому: по раскрывшейся трещине поднявшийся с больших глубин магматический расплав спокойно фонтанирует на многие десятки метров (порой до 150 м).

На конкретном примере Большого трещинного Толбачинского извержения можно проследить, как все это начиналось. Оказалось, что и взрывным извержениям, и лавовым потокам предшествовали разломы и трещины, достигавшие значительных глубин Земли. Земля расползалась без особого шума и как бы неожиданно. Были даже случаи, когда наблюдавшие это извержение вулканологи едва не попали в образовавшуюся трещину.

Вначале эти трещины были совсем маленькими, почти безобидными. Потом они расползались вширь, и в них появлялись тонкие струйки газа и пара. В дальнейшем трещины становились еще шире, и тут же из них под огромным давлением устремлялись вверх газопаровые струи со всевозможными шумовыми эффектами. Трещины возникали вдоль той же зоны, в которой сосредоточились многочисленные шлаковые конусы. Однако несколько позднее некоторые трещины образовались и вкрест простирания. Так начиналось Большое трещинное Толбачинское извержение.

Как указывает А. М. Чирков, при этом извержении происходили совершенно ошеломляющие явления. Когда извержение набрало полную силу и первый конус интенсивно наращивал высоту (Северный прорыв), вдруг древний шлаковый конус раскололся и одна из его частей отодвинулась на 50 м. Из зияющего провала тут же начал изливаться лавовый поток.

Как же все это отразилось на вулкане Плоский Толбачик? Столь грандиозные события способствовали активизации его деятельности. Самым интересным оказалось образование новой кальдеры в более древней кальдере Плоского Толбачика. Несомненно, это связано с трещинными извержениями Северного и Южного прорывов. Систематические наблюдения Н. А. Гусева показали, что еще 25 августа 1975 г. произошло увеличение кратера. В дальнейшем последовало его проседание до глубины более 400 м.

Наблюдать непосредственно образование кальдеры вулканологам ранее не приходилось. Здесь же представилась возможность проследить возникновение ее во всех деталях. Что было раньше и что стало теперь, можно видеть на фотоснимках (рис. 19 и 20), один из которых сделан еще в 1967 г. Такое состояние кальдеры и кратера сохранялось до недавнего времени. В кальдере находился колодец глубиной около 150 м и диаметром 300 м. Дно этого постоянно действующего кратера было заполнено раскаленной жидкой лавой. На нее попадали талые воды, поэтому время от времени из колодца поднимались небольшие парогазовые облака. Изредка раскаленный расплав фонтанировал.

Рис. 19. Кратер (кальдера) Плоского Толбачика до Большого трещинного Толбачинского извержения, 1967 г. Фото В. Н. Виноградова

Рис. 20. Вид провала в вершинной кальдере Плоского Толбачика 27 августа 1975 г. Фото О. Б. Селянгина

Второй снимок сделан с той же точки в 1975 г., уже после того, как произошел провал и образовалась новая кальдера диаметром до 1700 м. Ясно, что существовавший долгое время колодцеобразный кратер исчез. Полагают, что во вновь образовавшейся кальдере теперь находится теплое озеро. Здесь впервые удалось проследить образование впадины (кальдеры), которая возникла не в результате взрывного извержения, а вследствие опорожнения магматического очага под конусом вулкана. Причиной же его явилось Большое трещинное Толбачинское извержение. Оба эти явления тесно связаны между собой.

Обрушение вершинного кратера Плоского Толбачика - одно из очень важных событий, случившихся при извержении. Предполагается, что этим оно не ограничилось - активизировалась и зона шлаковых конусов, в которую входит Плоский Толбачик. Такие события не могут быть изолированными, о чем свидетельствуют более ранние извержения, когда возникли шлаковые конусы в данной зоне и вместе с тем образовалась предыдущая кальдера Плоского Толбачика.

Большому трещинному Толбачинскому извержению было уделено много внимания. Ведь это было единственное трещинное извержение в пределах Курило-Камчатской вулканической дуги, которое произошло на суше в историческое время. Весьма редко подобные извержения происходят и в других местах нашей планеты.

В XX веке достоверно прослежено рождение наземного вулкана в Мексике. Это относится к знаменитому теперь вулкану Парикутин, извержение которого началось в феврале 1943 г. И хотя ему предшествовали землетрясения, для многих жителей это было полной неожиданностью. Вулкан возник на одном из полей, когда на нем работали люди. Не прошло и суток, как на месте ровного поля поднялся вулканический конус высотой около 50 м, а через неделю он вырос до 140 м.

Извержение Парикутина также было трещинным, и извергнутый материал сходен с толбачинским. Оно продолжалось очень долго - девять лет, хотя поступление магмы было весьма неравномерным: наибольший объем ее излился в начальную стадию. В итоге высота моногенного вулкана (или шлакового конуса) Парикутин достигла 410 м. Такое длительное извержение было всесторонне изучено в процессе вулканической деятельности. Большое трещинное Толбачинское извержение тоже детально изучено. Этому способствовало его предсказание. И хотя вулканологи нашей страны подобное извержение наблюдали впервые, они смогли к нему тщательно подготовиться. Изучение извержения велось комплексно вулканологами, геофизиками, геохимиками, геодезистами. Это позволило уяснить характер трещинных извержений. Большое значение придавалось исследованию магматического расплава. Ведь он поступал с больших глубин, куда немыслимо пока проникнуть никакими буровыми скважинами. Здесь же огненно-жидкий расплав появлялся на поверхности земли почти в неизменном виде.

Получить такую информацию о вулканических продуктах - редчайшая возможность, и ее значение едва ли можно переоценить. Кроме того, тот же магматический расплав при движении к поверхности земли захватывал обломки других пород, по которым можно было установить строение глубинных горизонтов.

Наблюдения петрологов показали, что в процессе извержения происходит некоторое изменение вулканических продуктов, что наглядно продемонстрировано на Северном и Южном прорывах, продукты которых, поступавшие на поверхность, несколько отличаются.

Эти же продукты дают информацию о составе содержащихся в них всевозможных примесей - газов, паров, некоторых элементов и т. д.

Большое трещинное Толбачинское извержение было весьма динамичным, а масштабы его довольно значительными. Объем вулканических продуктов, поступивших на поверхность земли, почти равен объемам катастрофических извержений вулканов Безымянного и Шивелуча. В прошлые времена были и значительно более сильные извержения. Однако в данном случае вся значимость Толбачинского извержения заключалась в том, что оно продолжалось без малого полтора года, тогда как другие сильные извержения происходили буквально в один миг. И еще одна важная деталь: столь длительный период этого извержения позволил вулканологам вести наблюдения от начальной стадии до конечной. Необычайно сильные катастрофические извержения вулканов обычно недоступны непосредственному наблюдению. Трещинные Толбачинские извержения в этом отношении представляли собой редчайшее исключение.

На конкретном примере Большого трещинного Толбачинского извержения можно было видеть, как образуются вулканы в течение очень короткого времени. Правда, это моногенные вулканы, или шлаковые конусы, но суть от этого не меняется. Стратовулканы, состоящие из перемежаемых рыхлых вулканических продуктов и лавовых потоков, создаются на протяжении длительного времени - сотен и тысяч лет, но также отдельными вспышками.

Типы извержений тоже довольно разнообразны. Они названы по именам вулканов: гавайский, везувианский, катмайский, тип Этны и др. У каждого из них имеются особенности, причем при извержении одного и того же вулкана могут проявляться разные типы. Многое зависит от геологической обстановки, а также состава продуктов извержения, в каком виде они поступают на поверхность и т. д.

При непосредственном наблюдении Большого трещинного Толбачинского извержения производились всевозможные замеры, фиксировались процессы самого извержения, отбирались многочисленные пробы из лавовых потоков, шлаков, вулканических бомб, пепла, газа и пр. Во время извержения на работу вулканологов оказывали влияние и чисто внешние, случайные факторы - погода, направление ветра и др. Кругом пышет жаром, газопепловые облака закрывают небосвод, видимость плохая, иногда всего на несколько метров. И все же отбор всевозможных проб и множество других операций - только начало той большой работы, которую предстояло выполнить. Главное - это обработка собранных материалов, и хотя она обычно велась в тиши кабинетов, однако требовала большого напряжения, настойчивости, затрат времени. Только после всей проделанной работы были сделаны соответствующие научные выводы. В основном проводилось комплексное изучение этого крупнейшего извержения.

При Большом трещинном Толбачинском извержении обнаружено более половины минералов, встречающихся в возгонах вулканов Камчатки (около 60). Как указывают Л. П. Вергасова и другие, данное извержение - уникальный объект, где можно было наблюдать последовательность минералообразования. В общей сложности приведены сведения о 47 минералах этого извержения.

Коротко о некоторых из них.

Как и во многих других возгонах действующих вулканов Камчатки, во время Большого трещинного Толбачинского извержения обнаружена сера. Обильные отложения ее зафиксированы на первом конусе Северного прорыва. Здесь же впервые на фумарольных площадках второго конуса этого же прорыва обнаружена и самородная медь. Выявлен здесь и один из распространенных минералов меди - тенорит (СuО), который встречается в виде чешуек, образующих иногда плотные корки мощностью до 1 см. Другой медистый минерал - куприт (Cu₂O), отлагается на внутренних стенках пор в шлаках и лавах. Впервые выявлено и самородное золото. Оно наблюдается в виде тонкопластинчатых частиц размером до 0,3 мм в поперечнике с максимальной толщиной до 0,01 мм. Температура осаждения золота около 500 °С. Золото находится в ассоциации с различными продуктами фумарольной деятельности.

Весьма распространенный минерал фумарол - гематит (оксид железа - Fе₂O₃). Образуется он при разных температурах - от 100 до 700 °С. Обнаружены и сульфиды железа - пирит (FeS₂), который встречается совместно с серой.

При Большом трещинном Толбачинском извержении открыты два новых минерала. Один из них - пийпит, названный так в честь выдающегося советского вулканолога Б. И. Пийпа. Минерал пийпит [K₂CuO(SO₄)₂] обнаружен в возгонах фумарол Второго конуса Северного прорыва и на лавовом потоке вблизи него. Он образует мохоподобные, щетковидные скопления удлиненных игольчатых кристаллов. Второй минерал - толбачит (СuСl₂), один из основных минералов меди, сопутствующих летучим газообразным веществам. Обнаружен минерал при температуре 300 - 350°С в возгонах фумарол. Встречается в виде войлоко- и мохоподобных мягких отложений светло-бурого цвета. Иногда видны корки толбачита мощностью до 5 см с примесью других минералов.

Необходимо коротко рассказать о шлаковых конусах, имеющих непосредственное отношение к Большому трещинному Толбачинскому извержению. Это извержение находится в зоне шлаковых конусов; ее еще называют зоной ареального, или площадного, вулканизма. В Ключевской группе вулканов, в которую входит и Плоский Толбачик, насчитывается свыше 300 шлаковых конусов. Они представляют собой небольшие вулканы, сложенные рыхлыми обломочными вулканическими породами базальтового состава, преимущественно шлаками. Шлаковые конусы образуются вследствие взрывных извержений в пределах протяженной ослабленной зоны. В одних случаях возникновение их связано с деятельностью определенных вулканов, в других - обусловлено различными тектоническими нарушениями, которыми изобилуют Ключевской и Толбачинский долы.

Шлаковые конусы хорошо выделяются на местности охристо-красным цветом, которым обязаны окислению железа - переходом его из закисного в окисное. Непременное условие для начальной стадии окисления - относительно высокая температура вулканических продуктов, слагающих шлаковые конусы. Побывав на Ключевском и Толбачинском долах, можно убедиться, что шлаковые конусы не остаются неизменными, они постепенно разрушаются дождем, ветром, теплом и холодом и в конце концов исчезают вовсе.

Помимо шлаковых конусов в Ключевской группе вулканов, в том числе и на Толбачинском долу, прослеживаются экструзии и многочисленные дайки, особенно вблизи вулканов Острый и Плоский Толбачик. Таким образом, кроме типичных вулканов (страто- вулканов), украшающих Ключевской и Толбачинский долы, здесь изобилуют и другие вулканические образования.

Всестороннее изучение Большого трещинного Толбачинского извержения показало, что продукты его, несомненно, оказывают влияние на химический состав поверхностных и подземных вод Толбачинского дола. Проведенные тщательные исследования Т. П. Кирсановой и другими (были опробованы все водопроявления - источники, речки, озера, снежники, осадки в виде дождя) в районе извержения свидетельствуют о том, что изменение их состава связано с поступлением на поверхность глубинного вулканического вещества. Большое трещинное Толбачинское извержение отразилось прежде всего на увеличении минерализации атмосферных (дождевых) осадков. Обычная минерализация их в этом районе была от 20 до 60 мг/л, а состав - гидрокарбонатный натриево-кальциевый. Во время извержения минерализация этих осадков увеличилась до 300 мг/л, возросло в них количество кальция, магния, появился хлор. Отмечено очень высокое (необычное для Камчатки) содержание фтора (до 20 мг/л) в дождевых осадках.

Уже давно установлено, что в областях активно действующих вулканов атмосфера загрязнена твердыми и газообразными продуктами. Твердые продукты остаются в атмосфере сравнительно недолго - несколько лет после извержения, а газообразные - многие десятилетия, а порой и столетия.