В июле на Камчатке завершился этап уникального научного эксперимента международного масштаба. Проект посвящен изучению Ключевской группы вулканов, а его организатором стал Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН.
Инициатор, руководитель и идейный вдохновитель проекта – Николай ШАПИРО, доктор физико-математических наук, профессор, научный сотрудник Института физики Земли в Париже, занимающегося изучением Земли и планетарных наук.
Николай ШАПИРО – выпускник Московского физико-технического института. За рубежом работает с 1993 года. После окончания аспирантуры во Франции работал в Мексике, в США и с 2005 года в Париже. Основное направление научных исследований – геофизика. В частности, им был разработан метод шумовой томографии, с помощью которого из записей природного шума выделялись «полезные» сейсмические волны, которые можно применять для изучения строения земных недр.
– Николай Михайлович, в чем заключался научный эксперимент и его уникальность? Каковы его задачи?
– Полевой эксперимент проведен вокруг Ключевской группы вулканов, где мы поставили более 80 сейсмических станций в июле 2015 года, а в июле этого года их сняли. Таким образом, в течение целого года записывались сейсмические события. Уникальность эксперимента состоит в количестве станций и его масштабах. На вулканах продолжают действовать и постоянные станции, которые используются камчатским филиалом геофизической службы, таких станций – 20.
Цель эксперимента – понять, как устроена и откуда взялась Ключевская группа вулканов. Во-первых, это уникальный природный объект. Ничего похожего нет во всем мире, когда на территории около 80 км находится группа из 13 больших вулканических построек. Три из этих вулканов очень активны – Ключевской, Безымянный и Толбачик. Наша задача – понять строение земной коры и мантии в районе Ключевских вулканов, как устроена их активность, на каких глубинах образуется магма, как поднимается к поверхности, под какими вулканами скапливается, и попытаться разработать модели дальнейшего поведения этих вулканов.
– Чьими силами финансировался и реализовывался проект?
– Проект был профинансирован и продолжает финансироваться Российским научным фондом. Это грант, который институт вулканологии выиграл около трех лет назад. Помимо института вулканологии с российской стороны в проекте участвуют камчатский филиал геофизической службы и Новосибирский институт нефтяной геологии и геофизики. Зарубежные участники проекта – Парижский институт физики Земли, в котором я работаю, и Германский геофизический центр в Потсдаме. Отмечу, что 60 из более чем 80 установленных станций были предоставлены нашими немецкими коллегами и стоимость этой техники составляет около 2 миллионов евро. Без этой техники проведение эксперимента не стало бы возможным.
В сборке и установке станций участвовала большая группа специалистов – более десятка ученых, а также группа студентов и аспирантов из Новосибирска.
Организацией работ большей частью занимался институт вулкнологии, на который была возложена вся административная и логистическая поддержка. В особенности хочется поблагодарить научного сотрудника института Ильяса Абкадырова за великолепную подготовку и организацию полевых работ.
– Как проходила установка станций в этих диких, малопроходимых местах?
– Расстановка станций была поистине грандиозным мероприятием. Были задействованы серьезные транспортные средства. На вахтовке на базе КамАЗа мы смогли объехать почти непроездные дороги вокруг вулканов. Тем не менее примерно две трети станций установили непосредственно с вертолета.
– Как будет происходить обработка данных? Нет ли опасений, что кто-либо из участников проекта может присвоить себе новые научные открытия?
– Обработка данных также будет вестись в сотрудничестве всех организаций, участвующих в эксперименте. Опасений, о которых вы говорите, ни у кого нет. Во всяком случае в парижском институте такое поведение не принято. Кроме того, результаты эксперимента не связаны с коммерческой выгодой. Вулканы – проблема интересная и социально важная, поскольку со временем можно будет научиться оценивать опасность от них, появится возможность заблаговременно оповещать население о готовящихся извержениях. Это важно для всего мира, в том числе и поэтому отношения в нашей группе сложились теплые и открытые.
– В какой стадии сейчас анализ полученного материала? Как будут распределяться силы и роли в деле обработки данных?
– О результатах говорить рано, поскольку приборы мы только-только привезли, прочитали с них данные и начали формировать базу данных. Работы с этими данными предстоит немало, и к ней будут применены различные методики. В основном – сейсмическая томография. Это научный метод, который заключается в «просвечивании» структур Земли при помощи сейсмических волн. Методов сейсмической томографии в современной сейсмологии достаточно много, и каждая группа будет заниматься своим методом. Наши новосибирские коллеги будут следовать своей методике, ученые из Германии – своей, своя методика есть и в нашем, и в парижском институте. А сотрудники института вулканологии и камчатского филиала геофизической службы в первую очередь будут заниматься анализом самих землетрясений в Ключевской группе вулканов. Цель – получить разную и взаимодополняющую информацию.
– От каждого эксперимента научный мир ожидает чего-то конкретного, выдвигаются и обсуждаются версии. Чего ожидаете в данном случае вы?
– Ключевская группа вулканов изучается очень давно, да и сам институт вулканологии начинался с Ключевской вулканологической станции. Это уникальные вулканы, которые очень быстро растут. Существует множество гипотез относительно их устройства. Мы говорим о 13 вулканах, но не исключено, что вся группа – это один большой вулкан, а на поверхности земли – только вершины огромного «айсберга». Есть немало данных, позволяющих предполагать, что эти вулканы на определенной глубине соединены. Чтобы найти этому подтверждение либо опровержение, мы установили дополнительные станции не только под самими вулканами, но и на обширной территории, их окружающей, чтобы увидеть сейсмическую активность и на ней.
Аналогично и с методом сейсмической томографии: получив «картинки» с этой огромной территории, мы увидим структуру коры и мантии не только из-под вулканов, но и с окружающей их большой территории. На этом основании нам удастся понять, как эти вулканы между собой соединены, как они взаимодействуют с другими большими тектоническими структурами на Камчатке.
Ключевские вулканы уникальны и тем, что под ними находится угол так называемой зоны субдукции, в которой тихоокеанская плита погружается под континентальную часть, под Камчатку. И есть гипотеза, что произошли эти вулканы как раз из-за того, что край плиты «плавится» быстрее и здесь образуется больше магмы.
Но есть и другая интересная гипотеза. Если посмотреть на геофизическую карту, можно увидеть горы, которые идут от самого центра Тихого океана до Камчатки. Начало этих гор – видимая над поверхностью воды часть – это Гавайские острова. Это место, где большое количество магмы поднимается на поверхность земли с очень большой глубины, отчего и вырастают эти колоссальные подводные горы. Камчатка – то самое место, где эти горы, которые образовались за счет гавайских вулканов, «добрались» сюда в течение приблизительно 80 миллионов лет за счет тектонического сближения плит. В настоящий момент горы подобрались ровно под то место, где находится Ключевская группа вулканов.
– Проводимый эксперимент как-либо связан с проблемой прогнозирования землетрясений? Занимается ли этой темой парижский институт?
– Нет, данный проект связан исключительно с изучением вулканов. Что касается нашего коллектива, вопросами прогноза землетрясений никто не занимается. Проблема эта спорная, и большинство специалистов считает, что она часто примитивно понимается и поставлена неправильно. Несмотря на колоссальные усилия мировой науки, достоверных методов прогноза землетрясений так и не появилось. Видимо, это связано с фундаментальными физическими свойствами землетрясений. А если прогноз не очень точный, то и непонятно, что с ним делать. Если принимать прогноз во внимание, устраивать эвакуацию населения, останавливать работу предприятий, это влетит в копеечку. При недостоверном прогнозе ущерб от таких мероприятий может быть сравним с ущербом от самих землетрясений. Поэтому многие сейсмологи уверены, что вопрос нужно ставить не о прогнозировании сроков землетрясений, а о сейсмобезопасности. А это, прежде всего, грамотное сейсмическое районирование и сейсмостойкое строительство.
– Николай Михайлович, общаясь с российскими коллегами, вы наверняка знаете о проблемах отношения государства к науке в России. Что вы об этом думаете?
– Действительно, я давно работаю за рубежом, но с русскими коллегами поддерживаю стабильные контакты и проблемы российской науки знаю. Должен сказать, что до 2014 года шли достаточно позитивные процессы, финансирование улучшалось. Действовал и целый рад федеральных программ, который позволял развивать свои проекты камчатским научным организациям. Но после 2014 года стало тяжелее, и происходящее ныне вызывает существенные опасения.
Тем не менее мы надеемся на лучшее. В дальнейшем в международном сотрудничестве планируем продолжать разворачивать сейсмические сети на активно действующих вулканах Камчатки и Курильских островов, чтобы изучать их структуру и активность.
Мария ШУПЕНИК
