Вулканическая активность и геодинамические процессы на Сахалине и Курильских островах: мониторинг, поствулканические процессы, петрологические и геохимические особенности, палеовулканологические реконструкции

Цель работы - создание базы данных по текущей вулканической активности на Курильских островах; реконструкция параметров сильных кальдерообразущих извержений; типизация термопроявлений; систематизация продуктов грязевулканической деятельности; геодинамическая интерпретация обстановок формирования разновозрастных вулканических комплексов. Курильская островная дуга – район проявления современной вулканической активности: в пределах островной суши расположено 36 действующих и потенциально опасных вулканов. Пепловые облака и шлейфы представляют серьезную опасность для авиалиний, проходящих вдоль Курильских островов, и населения, проживающего в непосредственной близости от действующих вулканов. Для абсолютного большинства вулканов отсутствуют данные визуальных наблюдений и сейсмического мониторинга. В связи с труднодоступностью вулканов в настоящее время наиболее эффективным и информативным инструментом мониторинга являются спутниковые данные. Для реализации научных исследований необходимо выполнить следующие задачи: 1. На основе спутниковых данных и видеонаблюдений провести комплексный анализ вулканической активности на Курильских островах за 2017- 2019 года. Выявить основные параметры эруптивных событий связанных с вулканами Эбеко (о. Парамушир), Пик Сарычева (о. Матуа) и Райкоке (о. Райкоке). Предоставить рекомендации по использованию ДЗЗ для выявления термальных аномалий как предвестников вулканических извержений и динамики распространения пепловых облаков. Предоставить данные, характеризующие современную газогидротермальную активность влк. Берутарубе (о. Итуруп, Южные Курилы) по состоянию на 2017 г. Изучить сезонную и многолетнюю динамику бореальных лесных ландшафтов эрозионно-денудационных вулканогенных гор и возвышенностей острова Кунашир, сложенных неоген-четвертичными осадочными и вулканическими породами и гранитоидными интрузиями, оценить масштабы деградации ландшафтов во время извержений и характер процессов их восстановления на территории по данным дистанционного зондирования Земли с использованием ГИС-технологий. 2. Выполнить работы по реконструкции кальдерообразующих извержений на Курильских островах: возраст, вещественный и фациальный состав продуктов. Приведение результатов по вулканическим комплексам острова Матуа (Курильские острова). Приведение результатов исследования минералов ликвидусной ассоциации высокомагнезиальных базальтов (MgO до 10 мас.%) вулкана Меньший Брат (о. Итуруп): оливина и шпинели. Предоставление результатов петролого-геохимических и изотопных исследований вулканических комплексов кальдеры Медвежья. По относительным концентрациям породообразующих окислов, литофильных, высокозарядных, редкоземельных элементов и их соотношениям, породы различных вулканических комплексов кальдеры Медвежья принадлежат к низкокалиевому типу известково-щелочной серии, типичной для фронтальной зоны Курильской островной дуги. Изотопные данные по Nd и Sr свидетельствуют о генетическом родстве вулканитов кальдеры и происхождении их из единого магматического источника. Приведение результатов исследования летучих компонентов во флюидных и расплавных включениях в минералах дацитовых пемз перешейка Ветрового и кальдеры Львиная Пасть на о. Итуруп. Дацитовые магмы обоих кальдерных центров состояли из плагиориолитового расплава и вкрапленников магматических минералов. Кристаллизация минералов происходила при температурах около 850 °С в условиях буфера NNO+1. Очаг кальдерного извержения перешейка Ветрового находился на малых глубинах (давление ~1 кбар), что привело к дегазации и отделению углекислотно-водного флюида. Привести новые данные о горе Круглая (о. Матуа, Центральные Курильские острова). На основании проведенных петрографических, петрохимических и геоморфологических исследований, показано, что г. Круглая является естественным геологическим объектом - лавово-экструзивным куполом андезитового состава, формирование которого происходило, предположительно, в верхнем плейстоцене. Приведено описание растительного покрова Старозаводского сольфатарного поля, дана оценка роли техногенного вмешательства в формировании его сложной пространственно-видовой структуры. 3. Изучить современное состояние и геохимические особенности Лунских, Дагинских, Паромайских термальных источников (север острова Сахалин), термальных источников Курильских островов. Выявить физико-химические характеристики сапропелевых грязей пресных озер Сахалино-Камчатского региона. 4. Получить новые данные о морфологии котловин и современном характере поствулканической активности для кальдер Тао-Русыр, Львиная Пасть и Ксудач. Провести детальную батиметрическую съемку при помощи эхолота, выявить и описать подводные экструзии и гидротермальные площадки, по результатам работ составить подробные батиметрические схемы водоемов. 5. Выполнить обобщение и анализ собственных и литературных данных о химическом и изотопном составе продуктов деятельности грязевых вулканов из разных регионов мира. 6. Охарактеризовать петрогеохимические особенности и геодинамические обстановоки формирования позднекайнозойских изверженных пород чеховской и анивской свиты южного Сахалина. Для оперативного мониторинга вулканической активности использовались данные спутников AQUA и TERRA (MODIS), NOAA (AVHRR/POES) и HIMAWARI-8 дополненные видео и визуальными наблюдениями. Изучение вещественного состава вулканических комплексов и термальных вод проводилось в сертифицированных Центрах коллективного пользования ДВГИ ДВО РАН, ИМГиГ ДВО РАН, ИГМ СО РАН и ИГХ СО РАН.