Роль вулканических процессов в формировании ландшафтов Камчатки

А. Ю. Смелкова. Роль вулканических процессов
в формировании ландшафтов Камчатки
Квалификационная (дипломная) работа
студентки географо-экологического факультета естественно-экологического института
Московского государственного областного университета (Москва, 2007)




Bулканические (в том числе и поствулканические) процессы, как древние, так и современные, оказывали и оказывают непосредственное или опосредованное воздействие на все элементы ландшафта: на геологическое строение, рельеф, почвенный покров, гидрологические условия, растительный и животный мир, а также на состав атмосферного воздуха.

Наблюдается как положительное, так и отрицательное воздействие современного вулканизма на экосистемы.

1. Воздействие на геологическое строение территории осуществляется при излиянии лавовых потоков на дневную поверхность и их последующем застывании. Впоследствии непосредственно на этом "фундаменте" происходит почвообразование и дальнейшее развитие ландшафта, то есть застывшие лавовые потоки являются материнской горной породой.

2. Более масштабным является воздействие процесса отложения рыхлых пород при выпадении на землю аэрального вулканокластического материала и последующем переотложении eгo постоянными и временными водотоками. Н. М. Страхов (1962) на основе изучения этих процессов выделил самостоятельный вулканогенно-осадочный тип литогенеза.

3. Воздействие вулканических процессов на рельеф необыкновенно обширно. Особой формой макрорельефа являются собственно вулканические постройки крупного размера (горы-вулканы) — Ключевская сопка, Кроноцкая сопка, Авача, Толбачик, Безымянный, Шивелуч и т. д. и шлаковые конусы. Особые формы рельефа представляют собой застывшие вулканические потоки (кегурники) и скопления рыхлого материала, в большом количестве встречающиеся в отрицательных формах рельефа. Извержения, как правило, приводят к резкому таянию ледников и снегов, вызывающему сход лавин и селей, которые проявляют опосредованное воздействия вулканического фактора на рельеф.

4. Воздействие вулканизма на гидрологические объекты не менее велико. Для вулканических областей свойственны уникальные, только для них характерные водные объекты: это термальные источники, гейзеры, "сухие" реки, которые, в свою очередь, кардинально изменяют ландшафт (это и геоморфологическое, и геохимическое, и биоценотическое воздействие). Влияние вулканизма отражается и на показателях химического состава и расхода рек, который существенно выше, чем у рек, находящихся вне зоны активного вулканизма.

5. Велико влияние вулканических процессов на почвенный покров. В непосредственной близости от вулканов во время извержения часто полное погребение почвенного покрова, и впоследствии формируется новый слой, то есть происходит омоложение почв. Снова начинается первая фаза почвообразования — образование гумусового горизонта, в результате чего формируются уникальные вулканические слоисто-пепловые почвы.

По мере удаления от вулкана слой выпавшего пирокластического материала постепенно уменьшается. В наиболее удаленных районах (30–40 км) он не превышает нескольких миллиметров, но и это оказывает огромное влияние на почвенный покров.
Вулканический пепел привносит в почву минеральные элементы, многократно увеличивая плодородие почвы, а это служит одной из причин развития гигантизма в растительном мире.

На участках, приуроченных к выходам термальных вод, характерна аномально высокая температура грунта, что определяет уникальный видовой состав фитоценоза.

6. Воздействие вулканизма на атмосферу проявляется в выделении вулканических газов и взвесей мелкодисперсного пирокластического материала. Это отражается на химическом составе воздуха и атмосферных осадков.

Радиоактивные элементы и их соединения оказывают воздействие на жизнедеятельность живых организмов.

7. Воздействие вулканизма на растительность и животный мир происходит непосредственно при извержениях, при которых выбрасывается большое количество пепла и вулканических газов (вызывая гибель отдельных особей или всего биоценоза при непосредственной близости к вулкану), и опосредованно, через составляющие ландшафта. Так,сверхвысокое содержание в почве Са, N, Р, К является одной из причин гигантизма в растительном мире, а наличие радиоактивных элементов, содержащихся в воздухе и воде минеральных источников, сказывается на ускоренном росте молоди в животном мире. Именно к выходам термальных источников приурочены особые биоценозы — термоаномалии, характеризующиеся уникальным видовым и популяционным составом.

B воздействии вулканизма на ландшафты Камчатки можно выделить несколько генетических процессов:

воздействие на геологическое строение (геологический фактор), на рельеф (геоморфологический фактор), на почвенный покров (эдафический фактор), на атмосферу (метеорологический фактор), на гидрологические условия (гидрологический фактор), на растительность и животный мир (биоценотический фактор). Но все факторы взаимозависимы.

Вулканизм в целом выступает как комплексный фактор воздействия, представляя собой сложное, многогранное переплетение разнонаправленных процессов, при суммировании которых и наблюдается влияниe вулканических процессов на элементы ландшафта и иx глобальное изменение.

Bулканические процессы играют глобальную роль в формировании ландшафтов Камчатки. B восточной части Камчатки, где сосредоточено большинство действующих вулканов, проявились в все факторы, как непосредственные, так и опосредованные. B центральной части непосредственное влияние извержений также велико. Ha северо-западe Камчаткие нет действующих вулканов, а расстояние до них максимально, нo даже там прослеживается влияние вулканизма на ландшафты.

Влияние современных вулканических извержений на ландшафты

Острый Толбачик (3682 м над уровнем моря) и Плоский Толбачик (3085 м над уровнем моря) представляют единый массив, который в Ключевской группе вулканов занимает крайнее юго-западное положение. С юга к этому массиву примыкает обширный лавовый щит площадью около 800 км2 — Южная толбачинская зона шлаковых конусов, или Толбачинский дол. 3а предшествующие 1700 лет было 19 крупных извержений побочных конусов Толбачика.

Большое Трещинное Толбачинское извержение (БТТИ) происходило в 1975–1976 г. на Толбачинском долу в районе вулкана Плоский Толбачик., относится к числу наиболее значительных вулканических событий XX века. Извержение началось образованием Северной группы конусов. За 72 дня извержения на поверхности появилось 3 крупных шлаковых конуса общим объемом 0,254 км3. Их высота к концу извержения достигла 332 м. Объем пирокластического материала, выброшенного за пределы конусов, составил 0,7 км2. Пирокластика слоем от 1 мм до 8– 10 м отложилась на площади 31 420 км2. B Кроноцком заповеднике на расстоянии более 100 км от центра извержения слой выпавшего пепла составил 8 мм. Пеплопады меньшей мощности отмечались на площади 100 тыс. км2. В отдельные дни тонкая пирокластика распространялась на расстояние свыше 1000 км. В ходе извержения образовалось лавовое поле площадью около 9 км2 и мощностью до 80 м с объемом лавы 0,223 км3 , первая фаза БТТИ была преимущественно эксплозивной. Второй этап деятельности вулкана в период БТТИ, связанный с извержением Южного прорыва, носил в основном эффузивный характер. Всего за БТТИ излилось около 1 км3 лавы. Извержение закончилось 10 декабря 1976 года.

Вулкан Безымянный представлен сложным вулканическим массивом. Вершина венчается кратером размером 1,3x2,8 км и глубиной 700–1000 м. Склоны вулкана покрыты лавовыми потоками и пирокластикой. Современный стратовулкан возник 5–5,5 KA.За последние 2,5 KY выделяются три периода активизации вулкана: 2400–1700, 1350–1000 лет назад и 1955–1956 годы. Каждый период характеризовался мощной эксплозивной активностью и излиянием лавовых потоков андезитового и андезитобазальтового состава. Катастрофическое извержение 1955–1956 годов произошло после 900–1000-летнего покоя и продолжается до настоящего времени. В октябре 1955 года стали отмечаться землетрясения, затем началось пепловое извержение. В декабре 1955 и феврале 1956 года извержение снизило свою активность, но стало отмечаться выжимание жесткой экструзии и разрушение вершинной части постройки. 30 марта 1956 года на вулкане произошел катастрофический взрыв, который уничтожил вершинную и частично восточную части постройки. Высота вулкана уменьшилась на 200 м. Обломочный материал выброшен на 25–39 км, где он отложился в виде обвала площадью в 500 км2 и мощностью от 0,5 до 15–20 м. Объем материала, выброшенного направленным взрывом, составил 1 км3, скорость выброса достигала 300–500 м/с. За направленным взрывом началось извержение плинианского типа. Эруптивное облако, нагруженное пеплом, поднялось на 35–40 км и полосой 5 км стало распространяться в северо-восточном направлении. Силой взрыва на расстоянии до 25 км были сломаны, повалены и обожжены крупные деревья. Раскаленный материал отложился на площади около 500 км2, уничтожив всю растительность, в том числе 400 км2 леса. Через образовавшуюся в кратере брешь хлынули мощные потоки раскаленного вулканического материала, заполнившие долину реки Сухая Хапица протяженностью 18 км. Они вызвали быстрое таяние снега, что способствовало образованию бурных грязевых потоков, которые, дойдя до реки Большая Хапица, повернули вдоль долины к северу, снося все на своем пути, и, пройдя около 90 км, влились в реку Камчатку. Грязевой поток представлял собой необычную смесь обломков пород и растительности; при впадении в Камчатку он достиг почти 6-километровой ширины. Начиная от постройки вулкана и на расстоянии 10–12 км от нее просматривалась поверхность взрывных отложений — хаос неотсортированного вулканического материала (глыб, бомб, лапиллей, песка и пепла), выброшенного взрывом.

Извержение вулкана Шивелуч в 1964 году

Шивелуч представляет собой огромное вулканическое сооружение. Диаметр его основания равен 40 км, а площадь почти 1200 км2. Шивелуч является наиболее активным вулканом Камчатки, и и катастрофические извержения случались нередко. Вулкан расположен на пересечении разломов, и это определяет его необычайную активность. В XX в. извержения происходили в 1928–1930, 1944–1950 г. и в 1964. Извержение началось 12 ноября 1964 года. Над вулканом на высоте 10–15 км появилась пепловая туча. Ее пронизывали молнии. Через полтора часа c начала извержения начался обильный пеплопад. На каждый квадратный метр площади за короткое время выпало 28 кг пепла. А через несколько часов туча достигла Командорских островов. Во время извержения даже на значительном расстоянии от вулкана атмосфера была насыщена электрическими разрядами, наблюдались "огни святого Эльма". При извержении произошел направленный взрыв, который уничтожил купол Центральной вершины, Суелич и несколько других куполов. Образовался новый кратер сечением 1,5x 3 км и глубиной до 700 м. Общий объем взорванного материала — 1,5 км3. Вследствие этого извержения образовался покров, состоящий из обломочного вулканического материала, площадью 70 км2. Площадь, покрытая пеплом, оценивается в 150 000 км2.

Протяженность пирокластического потока достигла 15 км. Этими потоками уничтожен большой (около 45 км2) массив леса. Верхняя граница распространения еловых лесов у юго-западного подножия вулкана была снижена до 420 м над уровнем моря, т. К. cнег склонa вулкана интенсивно таял и водно-грязевые потоки, текущие по территории, покрытой лесом, растекались по площади, чему способствует не только отложение наносов, но и микрорельеф, наличие древостоя и валежа.Основной причиной гибели деревьев следует считать резкое ухудшение условий деятельности корневых систем, вызванное недостатком кислородa

Влияние вулканизма нa экосферy Земли
Влияние на литосферу и рельеф
Влияние на атмосферу и климат
Влияние вулканизмa на биоту
Вопросы географии Камчатки