Николай Шапиро, доктор геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник Института физики Земли (Париж) и Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, профессор РАН
Евгений Гордеев, доктор физико-математических наук, директор Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, академик РАН
Данила Чебров, кандидат физико-математических наук, директор Камчатского филиала Единой геофизической службы РАН
«Коммерсантъ Наука» №5, июль 2017

Уникальные наблюдения глубинных низкочастотных землетрясений, полученные российскими учеными на Камчатке, позволяют проследить магматические процессы в нижних слоях земной коры. Компьютерная обработка сейсмических записей, предшествовавших крупному извержению вулкана Толбачик, проясняет закономерности вулканической активности и позволит достовернее предсказывать извержения.

Основная практическая цель вулканологии - разработка методов мониторинга вулканической активности, чтобы своевременно и достоверно предсказывать извержения. На Земле больше 1500 вулканов, которые хотя бы однажды извергались за последние 10 тыс. лет, из них около 600 - в историческую эпоху. Каждый год наблюдается от 50 до 70 извержений.

Большая часть действующих вулканов расположена в так называемых зонах субдукции Тихоокеанского огненного кольца, где происходит погружение в мантию океанической литосферы. На глубинах между 100 и 200 км при взаимодействии погружающейся океанской литосферы и мантии образуются магматические расплавы, которые затем поднимаются к поверхности Земли и приводят к вулканизму.

Медленные и быстрые вулканические процессы

Основной силой, движущей магму к поверхности, является разница в плотности между относительно «холодными» и тяжелыми породами мантии и земной коры и разогретыми, флюид-содержащими и относительно легкими магматическими расплавами. Причем на большей части пути к поверхности магматические расплавы поднимаются не напрямую, а просачиваются через пористую среду. Поэтому скорость их подъема зависит от пористых свойств мантии и коры и от вязкости самой магмы. Химический состав и физические свойства (плотность, вязкость) магматических расплавов по мере поднятия могут существенно изменяться за счет взаимодействия с окружающими породами и за счет меняющихся давления и температуры. Плотность и пористость окружающих пород тоже меняются с глубиной.

Большая часть действующих вулканов расположена в так называемых зонах субдукции Тихоокеанского огненного кольца, где происходит погружение в мантию океанической литосферы

В итоге процесс поднятия магмы к поверхности неоднородный. В целом это происходит очень медленно. Отдельные вулканические системы могут развиваться в течение тысяч и даже миллионов лет. За это время магма постепенно накапливается в промежуточных очагах, самые близкие из которых находятся на глубине в несколько километров. Но этот процесс весьма нелинейный, и определенные его этапы могут протекать очень быстро, приводя к резким локальным ускорениям движения магмы и резким скачкам давления. Такие ускорения могут быть вызваны резкими изменениями физико-химических свойств (фазовыми переходами), которые, кроме прочего, нередко приводят к выделению газовой фракции в магме. Активизация таких процессов может начинаться за время от нескольких дней до нескольких лет перед извержением.

Методы изучения вулканов

Основная сложность в изучении вулканов в том, что приводящие к извержениям геологические процессы происходят на больших глубинах. Значительное количество информации о происхождении и истории вулканов ученые получают геологическими методами - за счет изучения изверженных вулканических пород, а также потухших вулканических систем, глубинные части которых выходят на поверхность после выветривания породы.

Но при изучении современного состояния вулканов и выявлении подготовки извержений основным источником информации о глубинных процессах становятся геофизические наблюдения. Ведущий геофизический метод - сейсмологический мониторинг. Его основная идея в том, что многие глубинные процессы, происходящие в вулканических системах, могут генерировать сейсмические волны. Для их наблюдения вблизи вулканов устанавливаются сейсмографы - приборы, которые регистрируют колебания поверхности Земли.

Вулканические землетрясения

Сейсмические проявления глубинной вулканической активности, или так называемые вулканические землетрясения, многочисленны и разнообразны. Среди них можно выделить два основных типа.

Первый тип называется вулкано-тектоническими землетрясениями, потому что по своим свойствам и происхождению они аналогичны обычным тектоническим землетрясениям. Активизация вулканов связана в первую очередь с ростом давления в магматических очагах и ускорением подъема магмы к поверхности. Эти процессы увеличивают механические напряжения в земной коре под вулканами с последующей активизацией многочисленных микроразломов, которые и генерируют вулкано-тектонические землетрясения.

Второй тип вулканических землетрясений генерируется непосредственно в магмаподводящих каналах. При ускоренном движении магмы или вулканических газов по этим каналам часто возникают резкие скачки давления, сопровождаемые сейсмическими волнами. Основной характеристикой таких источников является то, что они излучают волны на относительно низких частотах - в диапазоне от 1 до 5 герц. Типичные же частоты волн, характерных для вулкано-тектонических землетрясений, составляют 10 герц и больше.

Подавляющее количество вулканических землетрясений - очень слабые и не ощущаются на поверхности. Но они хорошо регистрируются чувствительными сейсмографами

Подавляющее количество вулканических землетрясений - очень слабые и не ощущаются на поверхности. Но они хорошо регистрируются чувствительными сейсмографами. Появление регистрируемых вулканических землетрясений и прогрессивное увеличение их количества является наиболее достоверным признаком активизации вулканических систем. Подсчет регистрируемых землетрясений - наиболее простой метод сейсмического мониторинга вулканов. А если на вулканах размещены наблюдательные системы из многих приборов, у вулканологов появляется возможность определять местоположение и магнитуду (это энергетическая характеристика) вулканических землетрясений, что, в свою очередь, позволяет более детально характеризовать глубинные вулканические процессы.

В некоторых случаях удается проследить миграцию сейсмической активности с глубины к поверхности. Такие наблюдения особенно ценны, если получены на основе низкочастотных землетрясений, поскольку они связаны с распространением магмы в питающих каналах под вулканами. А это движение магмы играет определяющую роль в подготовке извержения. Используя детальные наблюдения именно низкочастотных землетрясений, можно лучше понять процессы, контролирующие подпитку вулканов магмой с глубины.

Вулканы-лаборатории

Но высококачественные наблюдения описанных процессов удается получить достаточно редко. На большинстве активных вулканов нет современных систем геофизических наблюдений, и наоборот, многие из хорошо наблюдаемых вулканов большую часть времени находятся в покое. Поэтому для разработки геофизических методов исследования и мониторинга очень важны немногочисленные вулканы - естественные лаборатории, которые и извергаются часто, и изучаются подробно. Хорошо известными примерами таких вулканов являются Килауэа на Гавайских островах, Питон-де-ла-Фурнез на французском острове Реюньон, Этна и Стромболи в Италии. Эти вулканы извергаются почти постоянно (Килауэа) или очень часто, и их извержения детально наблюдается вулканологическими обсерваториями, которые поддерживают современные системы геофизических наблюдений.

Большая часть научных работ, направленных на понимание вулканических землетрясений и связанных с ними глубинных процессов, основана на наблюдениях, полученных именно в таких вулканах-лабораториях.

Уникальные данные от российских вулканов

Россия - страна с большим количеством действующих вулканов. Почти все они находятся на Дальнем Востоке в Курило-Камчатской зоне субдукции. Особое место среди российских и мировых вулканических систем занимает Ключевская северная группа, где недалеко друг от друга находятся четыре очень активных вулкана: Ключевской активен на протяжении нескольких тысяч лет; Шивелуч - с августа 1980 года (со времени начала роста лавового купола в кратере, образовавшемся при катастрофическом извержении 12 ноября 1964 года); Безымянный - с 22 октября 1955 года (с момента пробуждения после тысячелетнего молчания); на вулкане Толбачик большие трещинные извержения произошли в 1975–1976 и в 2012–2013 годах. В указанном районе находятся также 12 слабо активных или потухших вулканов и около 400 более мелких вулканических образований.

Систематические наблюдения в этом районе начались с созданием в 1935 году Камчатской вулканологической станции в поселке Ключи. Первый постоянно действующий сейсмограф на этой станции был установлен в 1946 году. Сейчас на Ключевской группе вулканов проводят наблюдения научные подразделения Института вулканологии и сейсмологии (ИВиС) ДВО РАН и Камчатского филиала Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН» (КФ ФИЦ ЕГС РАН). Они поддерживают сеть из 18 постоянных сейсмографов.

С середины 1990-х годов был осуществлен перевод сейсмической информации в цифровой формат и на этой основе создан архив непрерывных сейсмических записей за более чем 20 лет, в течение которых произошли многие десятки извержений. Этот набор наблюдений о сейсмической активности вулканов не имеет аналогов в мире. Одной из его уникальных характеристик является одновременное наблюдение очень разных вулканов, что позволяет установить взаимосвязь между их активностью. Другая отличительная особенность - большое количество низкочастотных вулканических землетрясений на большой глубине, соответствующей границе кора-мантия.

Недавно нашей совместной научной группой ИВиС и КФ ФИЦ ЕГС РАН, созданной при поддержке Российского научного фонда, был проведен детальный анализ полученных данных. Для этого мы провели интенсивную компьютерную обработку сейсмических записей за два года, предшествующих последнему крупному извержению вулкана Толбачик.

В результате обнаружено, что активность глубоких низкочастотных событий увеличивалась в течение двух лет перед извержением. Это соответствовало постепенной активизации и увеличению давления в глубоком магматическом очаге, который находится приблизительно на глубине 30 км, то есть на границе земной коры и мантии. Максимум сейсмической активности на глубине был достигнут за пять месяцев до извержения. Максимальное количество низкочастотных землетрясений в приповерхностных магматических очагах было зарегистрировано на несколько месяцев позже. Мы интерпретировали эту задержку как время, необходимое для того, чтобы магматическое давление распространилось с глубины 30 км до поверхности. Достаточно медленное распространение давления можно объяснить тем, что в нижней части питающей системы магма не мигрирует через открытый канал (как часто рисуют в учебниках и энциклопедиях), а просачивается через пористую среду.

Сейсмические наблюдения, полученные на Ключевской группе вулканов, содержат огромное количество информации, которую еще только предстоит проанализировать и осмыслить. Для ее полноценного использования необходимо разрабатывать принципиально новые методы анализа геофизических данных с применением современных компьютерных технологий, включая машинное обучение. Внедрение таких автоматизированных методов становится все более насущным для обработки больших потоков данных при геофизическом мониторинге вулканов и землетрясений. Прогресс современных методов позволит предупреждать активизацию вулканической деятельности. А предупреждение извержений - одна из важнейших задач современной вулканологии.

Опубликовав свои «Принципы геологии» Ч. Ляйелль присоединил свой голос к голосу Дж. сбрызните. Одна из наиболее важных особенностей теории вулканической деятельности Дж. сбрызните кроется в том, что в ней большое значение придается газовой составляющей, содержащейся в расплавленной породе. Расширение газа вызывает вулканические эксплозии, количество газа определяет плотность расплавленной лавы, а это в свою очередь определяет характер извержения; сила расширения газа вызывает подъем магмы из глубины на поверхность; периодическое временное обеднение магмы на газ обуславливает спокойные периоды между извержениями. Во многих отношениях эти идеи звучат достаточно современно.

Прочная основа, заложенная Дж. сбрызните и Ч. Ляйелль, способствовала быстрому развитию вулканологии. Такому прогрессу помогало накопление фактического материала в ходе полевых наблюдений и их интерпретация, а не чисто теоретические выводы и смелый полет мысли. Развитие вулканологии, как и большинства наук, стимулировалось частично разработкой новых методов и аппаратуры для изучения вулканов, а частично повышенным вниманием к крупных вулканических извержений.

Описывая историю вулканологии, нельзя не затронуть вопрос об учреждении и работе вулканологической обсерваторий. В 50-е годы XIX в. в ряде стран для систематических исследований было создано постоянные станции, или обсерватории, расположенные вблизи действующих вулканов . Первая такая обсерватория для непрерывного изучения и регистрации всех проявлений деятельности Везувия была основана в 1847 г. на склоне горы выше города Геркуланума. Она действует до сих пор.

Однако в большинстве случаев изучение вулканов, например Тамбора , проводится путем снаряжения на разные сроки экспедиций, которые занимаются составлением геологических карт районов деятельности вулканов, сбором образцов и продуктов извержений для дальнейшего их изучения в стационарных лабораториях, а также изучением результатов отдельных специфических извержений. Опытным ученым-специалистам редко приходилось непосредственно наблюдать процесс извержения. Кроме того, среди вулканологов все больше распространяется мнение о том, что извержение - это лишь часть общей картины вулканической активности и много ценных сведений можно получить в периоды между извержениями. Последний вывод очень важен для развития науки о прогнозировании извержений, которая призвана оберегать жизнь и имущество тысяч людей. Оговорки должно быть сделано до начала извержения. Более того, ощущается необходимость в непрерывном наблюдении за вулканами.

Одним из наиболее активных защитников метода непрерывных наблюдений за вулканами был Т.А. Джаггар. В 1909 г. Массачусетский технологический институт получил в свое распоряжение фонд Уитни, основан сообществом Уитни. Фонд был создан для изучения землетрясений с целью предотвращения и уменьшению потерь, наносимых этим явлением. Было решено основать обсерваторию для изучения активного вулкана и связанных с ним землетрясений. Джаггар решил выбрать лучшее место для такого обсерватории - вулкан Килауэа , как имеющий постоянную активность, а также пологие склоны, которые позволяли исследователям работать вблизи лавовых потоков, движущихся.

Грозное природное явление — извержение вулкана — вселяет страх и уважение к подземной мощи недр нашей планеты. Однако есть люди, которые готовы лезть в самое жерло огненной горы, изучать ее ядовитые испарения, пепел и брать пробы оранжевой лавы, бурлящих расплавленных камней. Это вулканологи, особая каста геологов. Представители этой професии не только овеяны духом романтики дальних экспедиций, но и знамениты своими прогнозами масштабных вулканических катастроф.

Само слово "вулкан" пришло из древнеримской мифологии: так звали бога огня и покровителя кузнечного ремесла. Греки звали его Гефестом. Да, именно он по легенде подарил людям огонь, за что и досталось ему от старших богов. Когда же огонь "дарят" современные вулканы, то с их склонов течет раскаленная лава, в небо вырываются столбы черного дыма и облака пепла, а из жерла вылетают вулканические бомбы — огромные куски породы. Но пугающие явления, которые заставляют местных жителей бежать и искать спасения, вулканологов только манят.

Посудите сами: для изучения строения нашей планеты в этом месте не надо бурить скважины — Земля сама показывает свое огненное нутро. Облаченный в огнеупорный серебристый костюм, подобно пожарному в очаге катастрофы, вулканолог осторожно приближается со специальным ковшом к потоку лавы, а то и заглядывает в кратер, опуская туда зонд для взятия проб расплавленных камней.

Что дают ученым такие пробы? Люди довольно давно заметили, что на месте контакта горячей лавы с холодными горными породами поверхности образуются скопления руды полезных ископаемых — месторождения железа, меди, цинка и других металлов. Изучение же состава лавы позволяет представить условия на нашей планете во время ее формирования, миллиарды лет назад! Вулканологи также исследуют потухшие и разрушенные древние вулканы — накопление таких знаний очень важно для геологии. Оно помогает собрать воедино картину извержений прошлых и нынешних лет и предсказывать будущие катаклизмы.

Началом всестороннего научного изучения "огненных гор" считается открытие в 1842 году специального учреждения — вулканологической обсерватории, которую построили в Италии на склоне печально известного вулкана Везувий.

Именно Везувий, единственный действующий вулкан континентальной Европы, считается одним из наиболее опасных. Документально подтверждены более чем 80 его извержений, наиболее известное из которых произошло 24 августа 79 года, когда были уничтожены три древнеримских города: Помпеи (полностью засыпаны вулканическим пеплом), Геркуланум (разрушен селевым потоком) и Стабия (залита лавой). Последнее извержение вулкана Везувий произошло в 1944 году: один из лавовых потоков разрушил города Масса и Сан-Себастьяно, погибло 57 человек.

Ныне обстановка в окрестностях этой горы постоянно отслеживается. В начале XX века интерес к вулканам разгорелся во всем мире: в 1911 году на Гавайских островах была создана обсерватория на вулкане Килауэа, а затем появились обсерватории в Индонезии и в Японии. Вскоре наблюдением было охвачено все тихоокеанское "огненное кольцо".

В нашей стране особенно много вулканов на Камчатке. Ключевской, Безымянный, Шевелуч — они известны всем. Время от времени эти вулканы извергаются одновременно, а пепел в их окрестностях выпадает чаще, чем снег. Всего же на Камчатке около 150 вулканов, треть из них — действующие, причем в окрестностях многих из них живут люди.

Рекордсмен по количеству огнедышащих соседей — поселок Ключи, неподалеку от него находится сразу пять действующих вулканов, не считая потухших. Здесь и была построена первая на полуострове вулканическая станция. Ныне же в Петропавловске-Камчатском работает целый Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН.

Романтика дальних экспедиций и опасность извержений сыграли с профессией вулканолог злую шутку. В начале XX века, как только вулканология вошла в моду, в мире появилось великое множество самодеятельных "ученых". Едва где-нибудь начиналось извержение, как тут же местный преподаватель геологии (а то и просто оказавшиеся поблизости туристы) объявляли себя "вулканологами". Конечно, в большинстве своем такие "эксперты" оказывались безвредны — однако известен и трагический случай, произошедший из-за подобных самозванцев от науки.

В начале мая 1902 года несколько таких "вулканологов" объявили, что крупнейшему городу острова Мартиника Сен-Пьеру не грозит никакой опасности, и этим помешали резонно напуганному населению эвакуироваться. Угроза же была более чем реальна, и 8 мая того же года самозванные "специалисты" сгорели заживо в облаке раскаленного пепла вулкана Мон-Пеле, вместе с 30 тысячами жителей несчастного города.

Помимо достоверного предсказания извержений и общего изучения расплавленных земных недр, есть у профессии вулканолога и сугубо практические стороны. Эти ученые участвуют в разработке методов использования пара и тепла горячих источников на склонах огненных гор — для нужд, как говорится, "промышленности и быта". И, конечно же, когда идет извержение, вулканологи следят за направлением пеплового шлейфа и по их прогнозам авиадиспетчеры корректируют маршруты самолетов. Так было минувшей весной и летом, когда воздушное сообщение над Европой блокировал исландский вулкан с непроизносимым названием Эйяфьятлайокудль.

Вулканологи отмечают, что эта гора просыпалась незаметно в течение десяти лет. В активную фазу Эйяфьятлайокудль вошел год назад и взорвался 14 апреля. "Вулканы в Исландии просыпаются с периодичностью приблизительно 50-80 лет, — объясняет Торволдер Тордарсон, эксперт по исландским вулканам в британском университете Эдинбурга. — И повышение сейсмоактивности за последние десять лет указывает на то, что мы, скорее всего, вступили в активную фазу извержений. Поэтому во второй половине XX века и было так непривычно тихо". Словом, ученые-вулканологи предрекают Европе новые испытания, которые будут продолжаться 60 лет или больше, а пик придется на промежуток между 2030 и 2040 годами.

Сведения, добываемые отважными исследователями, указываются и в Книге рекордов Гиннесса. Так, например, самые высокие действующие вулканы находятся в Южной Америке на территории Эквадора — это Котопахи и Сангай высотой соответственно 5896 метров и 5410 метров над уровнем моря. Самый же высокий потухший вулкан — это Охос-дель-Саладо в Андийских Кордильерах на границе Аргентины и Чили, который вознесся на 6880 метров над уровнем моря.

Вулканолог - специалист по вулканологии, занимающийся изучением вулканов. Вулканология - наука о причинах образования вулканов, их развитии, строении, составе продуктов извержений и закономерностях размещения на поверхности Земли. Профессия вулканолога овеяна духом романтики дальних экспедиций и стоит в одном ряду с такими интересными профессиями, как геолог, геофизик, океанолог. Профессия вулканолога требует особых знаний, физической выносливости и полной самоотдачи.

Вулканолог — специалист по вулканологии, занимающийся изучением вулканов. Вулканология - наука о причинах образования вулканов, их развитии, строении, составе продуктов извержений и закономерностях размещения на поверхности Земли. Профессия вулканолога овеяна духом романтики дальних экспедиций и стоит в одном ряду с такими интересными профессиями, как геолог, геофизик, океанолог. Профессия вулканолога требует особых знаний, физической выносливости и полной самоотдачи. Профессия подходит тем, кого интересует физика и география (см. выбор профессии по интересу к школьным предметам).

Особенности профессии

Современная вулканология призвана изучать вулканы не только с целью прогнозирования их извержений, но и использования энергии вулканического тепла для нужд народного хозяйства.

Наблюдение за действующими вулканами ведется круглосуточно сейсмическими станциями, которые фиксируют вулканические землетрясения — предвестники грядущих извержений. С научными и практическими целями изучаются структуры древних потухших вулканов. Эти исследования позволяют представить условия на нашей планете в период ее формирования миллиарды лет назад. Изучение следов движения расплавленной лавы из жерла вулкана в земную кору позволяет понять принцип образования месторождений полезных ископаемых — меди, железа, цинка.

Неоценима помощь вулканологов в момент извержения вулкана: следя за направлением пеплового шлейфа, изучая его химический состав, они выдают прогнозы метеослужбам и авиадиспетчерам, корректирующим траектории полета самолетов. Это обеспечивает безопасность полётов местных, российских и международных авиалиний.

Вулканологи также изучают гейзеры — фонтанирующие источники горячей воды, которые территориально расположены, как правило, вблизи вулканов.

Плюсы и минусы профессии

Плюсы:

Несмотря на редкость профессии, вулканологи постоянно востребованы и пользуются спросом: на земле зарегистрировано более 1000 действующих вулканов. Как отметил профессор-вулканолог МГУ П. Плечов: «Миллиард лет вулканической деятельности на земле гарантирован».

В этой отрасли хорошо развито международное сотрудничество. Вулканологи всего мира объединенными усилиями изучают вулканы, совершенствуют методику и технологии исследований. Происходит постоянное общение и обмен опытом вулканологов всех стран мира на Всемирных вулканологических совещаниях.

В последние десятилетия стали возможны работы по грантам даже среди молодых специалистов-вулканологов.

Как правило, вулканы называют именами вулканологов, исследовавших их — вулкан Иванова, вулкан Кошелева, вулкан Попкова, гейзер Аверьевский. Есть реальная возможность увековечить своё имя в названии очередного вулкана или гейзера!

Минусы:

Высокая степень риска: изучение действующих вулканов проходит в условиях повышенной опасности - в окружении раскаленной лавы, удушливых газов и горячей пыли, постоянно подвергаясь опасности извержения. Для защиты вулканологи используют спецодежду - теплоизолирующую одежду и обувь, покрытую слоем алюминия или другого металла, отражающего тепло. На голову надевают защитные каски. Для защиты от ядовитых газов предназначены противогазы и газовые маски.

Место работы

Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН в Петропавловске-Камчатском, Кафедры «Петрографии и вулканологии» в МГУ и СПбГУ.

Важные качества

• физическая выносливость;
• пространственное воображение;
• аналитический ум;
• наблюдательность;
• внимание;
• логическое мышление;
• эмоционально-волевая устойчивость;
• хороший слух и зрение.

Где учат

Вулканологи в России — это штучные специалисты. В Москве профессию вулканолога можно получить на геологическом факультете МГУ им. Ломоносова и Санкт-Петербургском ГУ, кафедре «Петрология и вулканология» — это главные центры изучения вулканов в России. А также на кафедре «Геоморфологии и палеогеографии» географического факультета и на отделении механики механико-математического факультета.

Школьникам, интересующимся вулканами, будут интересны занятия в геологической школе МГУ, где 2 раза в неделю проводятся бесплатные занятия, а также в открытом лектории геологического факультета МГУ.

В других городах специализацию вулканолога можно получить на геологоразведочных факультетах университетов или технических ВУЗов. Чаще всего вулканологами становятся геологи и геофизики.

Оплата труда

Зарплата вулканологов находится на уровне зарплаты научного сотрудника с доплатой районных коэффициентов и других надбавок за полевые работы в районе объектов исследований — на Камчатке, Кавказе, Урале или за границей. Младший научный сотрудник получает, как правило, порядка 15 тысяч рублей.

В последние десятилетия многие молодые ученые-вулканолги получают гранты, превышающие зарплату в несколько раз.

Ступеньки карьеры и перспективы

Карьера вулканолога строится по принципу научной карьеры: от лаборанта до младшего научного сотрудника, от научного сотрудника до профессора.

10 интересных фактов о вулканах и развитии науки — вулканологии

• Первые научно зафиксированные наблюдения за извержением вулкана были выполнены 24 августа 79 г. римлянами Плинием Старшим и его племянником Плинием Младшим. Это было в день извержения Везувия, когда Плиний Старший - начальник римского флота и ученый, автор нескольких десятков книг «Естественная история» вывозил на судах жителей с побережья Неаполитанского залива. Плиний Старший задохнулся в облаке вулканических газов. Оставшийся в живых Плиний Младший описал извержение Везувия в своих письмах: извержения вулкана с мощной струей вулканического пепла, газов, пемз, шлаков и бомб высотой до 10 км и в настоящее время называют плинианскими. В результате извержения Везувия было уничтожено три древнеримских города: Помпеи - полностью засыпан вулканическим пеплом, Геркуланум - разрушен селевым потоком, Стабия - залита лавой. Последнее извержение Везувия произошло в 1944 году: поток лавы разрушил города Масса и Сан-Себастьяно, погибло 57 человек.
• Первая вулканологическая обсерватория была открыта в Италии на вулкане Везувий в 1842 г. В начале XX века вулканологические обсерватории были созданы в США, Японии, Индонезии и других странах. Вулканологические обсерватории объединяются в национальные вулканологические службы.
• В России вулканология начала развиваться с окраин страны — Камчатки. В 1935 г. открылась вулканологическая станция в поселке Ключи, преобразованная в 1962 году в Институт вулканологии АН СО АН СССР в Петропавловске-Камчатском. В настоящее время это Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН.
• Для научных исследований Институт вулканологии имеет специальный корабль «Вулканолог». С помощью геологической, геофизической, гидроакустической, газогидрохимической и шумопеленгаторной лабораторий, вычислительного центра на борту корабля изучается подводный вулканизм, геологическое строение и минеральные ресурсы дна океана.
• Действующие вулканы исследуют с борта самолета. Например, при изучении итальянского вулкана Этна для отбора проб газов использовались беспилотные мини-самолеты типа САМ, имеющие форму «летающих тарелок».
• Среди вулканологов есть и женщины. Первая женщина-вулканолог, исследовавшая вулкан Ключевского в 1936 году, — Софья Ивановна Набоко.
• На Камчатке зарегистрировано 300 вулканов, 8 из которых активны. В настоящее время самый активный вулкан Кизимен, извержение которого началось в конце 2010 года. 4 активных вулкана в Южно-Камчатском федеральном округе — Дикий Гребень, Ильинский, Камабльный, Кошелева — входят в список Всемирного природного наследия ЮНЕСКО.
• По Книге рекордов Гиннесса самые высокие действующие вулканы расположены в Южной Америке на территории Эквадора — Котопахи и Сангай высотой соответственно 5896 м и 5410 м над уровнем моря. Самый высокий потухший вулкан — Охос-дель-Саладо в Андийских Кордильерах на границе Аргентины и Чили, высотой 6880 м над уровнем моря.
• Самым грандиозным считается извержение индонезийского вулкана Кракатау в 1883 году. Эхо взрыва было слышно во всех уголках планеты. Жертвами извержения стали 36 тысяч человек.
• Долина гейзеров на Камчатке была открыта женщиной-геологом Т.И. Устиновой в 1941 году. Камчатские гейзеры представляют собой уникальное зрелище, крупнейшие из которых - Великан, Жемчужный, Сахарный. Много гейзеров в Новой Зеландии, Исландии, Китае, Японии.

Агафонова Алена, Терехович Анна

Доклад к городской коференции "Профессия географ"

Выполнили ученицы 9а класса

Прилагается презентация

Цель работы: Познакомиться и изучить профессию вулканолог, ее особенности и специфику.

Задачи:

1. Изучить, собрать и систематизировать материал по теме

2. Подготовить презентацию профессии.

Скачать:

Предварительный просмотр:

АОУ школа № 6 г. Долгопрудного

РЕФЕРАТ

“Профессия вулканолог”

Выполнили: Агафонова Алена,
Терехович Анна, 9а класс

Руководитель: Исакова Е.В.

Долгопрудный 2012

О главление

Введение

Цель работы: Познакомиться и изучить профессию вулканолог, ее особенности и специфику.

Задачи:

1. Изучить, собрать и систематизировать материал по теме.

2. Подготовить презентацию профессии.

Изучением вулканов занимаются вулканологи. Первые научные наблюдения за извержением вулкана были сделаны римлянами Плинием Старшим и его племянником Плинием Младшим 24 августа 79 г. В день катастрофического извержения Везувия Плиний Старший - начальник римского флота и ученый, автор 37 книг “Естественной истории” - попытался вывезти на судах обитателей вилл с побережья Неаполитанского залива. На побережье уже густо падали пепел и камешки пемзы. После высадки Плиний Старший погиб, задохнувшись в облаке вулканических газов. Позднее Плиний Младший точно описал извержение в двух своих письмах . В его честь подобные извержения, при которых мощная струя вулканических газов, пепла, пемз, шлаков и бомб бьет на высоту до 10 км и более, называются плинианскими.

Первая вулканологическая обсерватория появилась на вулкане Везувий в 1841 г. (Италия). В начале XX века вулканологические обсерватории были созданы в США, Японии, Индонезии и других странах. Сети вулканологических обсерваторий быстро объединились в национальные вулканологические службы.

Развитие отечественной вулканологии связано с освоением восточных окраин России. Мы помним и чтим знаменитого исследователя Камчатки С.П. Крашенинникова, описавшего в 1755 г. “огнедышащие горы Камчатки и происходящие от них опасности” .

В круг задач вулканологии, как известно, входит изучение вулканической и магматической деятельности на Земле, других планетах.

В России в 1935 г. была открыта вулканологическая станция в пос. Ключи, которая в 1943 г. трансформировалась в Лабораторию вулканологии АН СССР в г. Москве, а в 1962 г. превратилась в Институт вулканологии СО АН СССР в Петропавловске-Камчатском. Сейчас это Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН в Петропавловске-Камчатском.

В распоряжении института находится специальный корабль «Вулканолог».

Судно предназначено для изучения подводного вулканизма, для изучения минеральных ресурсов дна океана, его геологического строения.

Внешне корабль выглядит довольно необычно: закрытый бак, удлиненная надстройка, значительный развал корпуса к носовой части с наклоненным вперед форштевнем, борта, скошенные к килю. Водоизмещение судна -1120 т, экипаж - 40 человек. На его борту оборудованы геологическая, гидроакустическая, газогидрохимическая, геофизическая и шумопеленгаторная лаборатории, вычислительный центр.

Вулканы часто исследуются с борта самолета. При изучении беспокойного итальянского вулкана Этна для отбора проб газов использовались беспилотные мини-самолеты типа САМ, по форме напоминающие «летающие тарелки».

Кто такие вулканологи?

Вулканологи - это особая каста геологов, эти люди,как правило настоящие фанаты своего дела. Они готовы лезть в самое жерло огненной горы, изучать ее ядовитые испарения и пепел, брать пробы лавы.Изучать вулканы довольно сложно,наблюдение за ними порой ведется круглосуточно.Так же вулканологи исследуют потухшие и разрушенные древние вулканы, так как эти знания очень важны для геологии, так как помогают собрать воедино картину извержений прошлых лет и даже предсказывать будующие катаклизмы. Так же вулканологи учавствуют в разработке различных методов использования тепла и пара горячих источников для нужд сельского хозяйства, что имеет большще практическое значение.Во время извержения они следят за за направлением пепла, сообщают данные направления пепла в метеослужбу, авиадиспетчерам. Изучение действующих вулканов связано с большим риском. Ведь работать приходится в окружении раскаленной лавы, удушливых газов и горячей пыли, ежесекундно подвергаясь опасности вулканического взрыва. Чтобы частично уменьшить опасность, вулканологи пользуются специальными защитным снаряжением.Они носят теплоизолирующую одежду и обувь, которую покрывают слоем алюминия или другого металла, отражающего теплоту.На голову одевают специальные защитные каски. Для защиты от газов используют противогазы и газовые маски. Вулканический жар обжигает руки, кислота из вулканических пород разъедает одежду.

Почти во всех книгах по вулканологии описывается знаменитый «дрейф» двух вулканологов, В.П. Попкова и И.З Иванова, котораые на лавовом потоке, вытекавшем из вулкана Ключевская Сопка. Эти ученые проплыли на лавовой корке более двух километров, передвигаясь вместе с потоком лавы, постоянно делая замер температуры и отбор проб газа. Первоначально они хотели пройти вдоль « берега 2 лавового потока, но рельеф местности не позволил этого. Поэтому они отважились на такой эксперимент. « во время работы мы подстилали под ноги листовой астбест, и все-таки нам приходилось часто стоять подобно аистам на одной ноге»-так писал в своем отчете В.Ф Попков,один из участников этого опасного эксперимента.

Профессионально важными качествами людей этой профессии являются: физическая выносливость, пространственное воображение, наблюдательность, внимание, логическое мышление, эмоционально-волевая устойчивость, хороший слух.

Должен знать:

Геологические знания о горных породах,магмах и эндогенных процессах,возникших в условиях высоких температур и широком диапозоне давлений, а также о процессах их образования и преобразования.

Первая женщина-вулканолог

9 августа 1936 г. - знаменательная дата российской вулканологии. В этот день на курящуюся вершину самого крупного действующего вулкана Евразии - Ключевского - впервые в мире взошла женщина, это была вулканолог Софья Ивановна Набоко. Отряду из трех человек удалось подняться к северо-западной кромке кратера. Были отобраны уникальные пробы фумарольных газов, образцы лавы, возгонов, проведены измерения температуры фумарол, атмосферного давления. Измерили высоту вулкана по анероиду - 4860 м. Температура воздуха была минус 14 градусов по Цельсию. Намеченная программа работ была выполнена. Были все основания для радости. Но на обратном пути чуть было не случилась трагедия: топограф А. И. Дьяконов, в эйфории от покорения вулкана, стал петь, размахивать руками, не удержался на ледяном склоне, упал, покатился и сорвался в глубокую трещину. Хорошо еще, что он зацепился за стенки трещины привязанным к рюкзаку штативом и повис, иначе бы разбился. Вылезти сам он не мог. Нельзя была даже шевелиться, т.к. была опасность срыва зацепа. Софья Ивановна вспоминала, что когда они с А. А. Меняйловым осторожно подползли к трещине, то услышали снизу слабые крики о помощи. Нужно было спускаться к пострадавшему, привязывать его к веревке и вытаскивать наверх. А сил было мало. К тому же Софья Ивановна была на третьем месяце беременности (кстати, этот ребенок сам станет впоследствии известным вулканологом Игорем Александровичем Меняйловым). Пришлось А. А. Меняйлову спуститься вниз по веревке, которую страховала С. И. Набоко. Представьте себе состояние молодой женщины, оставшейся в одиночестве над трещиной на крутом склоне вулкана! Всю ночь, с невероятными трудностями, два мужественных человека спасали своего товарища, отогревали его. К счастью, все завершилось благополучно. В лагерь у основания вулкана отряд вернулся в полном составе и со всеми отобранными образцами. Кто знает, чем бы могло окончиться то восхождение, не будь в составе отряда такой самоотверженной и отважной женщины. Ведь действующий вулкан - это стихия. Тем более такой гигант, как Ключевской. Много восходителей - и дилетантов, и опытных альпинистов пострадали на этом вулкане. Софья Ивановна, по собственному ее признанию, выдержала с честью это своеобразное крещение вулканом, прошла испытание на верность избранной профессии.

Где и как получить профессию вулканолога?

Вулканология — одна из самых редких специальностей. Стать вулканологом в России непросто, так как нет ни одного учебного заведения, в котором готовили бы специалистов этого направления. В Московском университете вулканологическая тематика есть на кафедре петрологии геологического факультета, на кафедре геоморфологии и палеогеографии географического факультета и на отделении механики механико-математического факультета. Школьники могут начать получать знания, необходимые вулканологам, в геологической школе МГУ (http://geoschool.web.ru ), в которой проводятся бесплатные занятия два раза в неделю, и в открытом лектории геологического факультета МГУ, который начал свою работу с октября 2011 г.

Вывод

Что привлекает людей в необычной профессии вулканолога?

В прежние времена вулканологами обычно становились натуралисты, очарованные грандиозными видами бурных вулканических извержений. Но времена описательной вулканологии давно прошли. Современная наука все более вооружается мерой и числом. Получает информацию из множества источников, от людей самых различных профессий: физиков, химиков. математиков, геологов, математиков и других. Именно эта многогранность, свойственная вулканологии как естественной науке, побуждает многих ученых посвятить свою деятельность изучению вулканов, выбрать эту профессию.

Литература

К.Г.Стафеев. Жизнь вулкана. М.:Просвещение,1998.

Э.Г.Малхасян.,К.Н. Рудич. Изменчивый лик Земли. М.: Недра,2003.