Роль термальных вод в выносе магматических летучих и химической эрозии вулканических островов (на примере Курильской островной дуги)

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 20-17-00016

НазваниеРоль термальных вод в выносе магматических летучих и химической эрозии вулканических островов (на примере Курильской островной дуги)

Руководитель Калачева Елена Геннадьевна, Кандидат геолого-минералогических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения Российской академии наук , Камчатский край

Конкурс №45 - Конкурс 2020 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-208 - Гидрогеохимия

Ключевые слова термальные воды, вулкано-гидротермальная система, химическое выветривание, химические состав, река, остров

Код ГРНТИ38.37.25

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Одной из наиболее актуальной проблемой геохимической геодинамики в рамках современного понимания строения и динамики мантии, формирования коры, эволюции гидросферы и атмосферы, является проблема круговорота элементов. Магматические и вулканические процессы выступают одним из ключевых факторов быстрого (в геологическом масштабе времени) перераспределения элементов между мантией и внешними оболочками Земли. Общий поток летучих компонентов, поступающих из магмы сквозь постоянно дегазирующие вулканы, включает в себя как вынос их с вулканическими парами в атмосферу во время извержений, дегазацией очагов посредством фумарольной деятельности, так и гидротермальный поток через локальную гидрологическую сеть. До недавнего времени гидротермальный вынос магматических летучих не учитывался, но работами (Taran, 2009; Shinohara, 2013; Taran, Kalacheva, 2019) показано, что гидротермальный вынос магматического хлора (в ионной форме) сопоставим с оцененным потоком HCl через фумаролы вулканов. Химическая эрозия вулканических пород в областях недавнего и современного вулканизма островных дуг является одним из наиболее интенсивных силикатных выветриваний. Связанный с этим вынос растворенного вещества (катионы+SiO2) природными водами оказывает влияние на стабильность вулканических построек, а также на химический состав омывающих их морей и океанов. Курильская островная дуга является идеальным объектом-полигоном для решения задач, связанных с балансом летучих и химической эрозией в областях активного вулканизма. Ее длина составляет около 2% от глобальной длины зон субдукции. Здесь около 40 действующих вулканов, многие из которых, кроме фумарольных полей, имеют мощные вулкано-гидротермальные системы. Характерной особенностью этих систем является наличие неглубоких ограниченных водоносных горизонтов высокотемпературных кислых минерализованных растворов, формирование которых происходит за счет поглощения подземными водами легкорастворимых вулканических газов. Единственным способом оценить скорость химической эрозии вулканических островов, увеличенной за счет химической активности кислых термальных вод, и гидротермальный поток магматических летучих является измерение расходов и определение химического состава водотоков, дренирующих термальные поля. Основной целью данного проекта является определение, на основе гидрометрических и гидрогеохимических данных, выноса вещества (летучих и породообразующих компонентов) термальными и поверхностными водами следующих островов Курильской дуги: Парамушир, Шиашкотан, Уруп, Итуруп и Кунашир. Результаты исследований позволят уточнить вклад гидротермальных систем в общий расход летучих компонентов Курильской островной дуги, впервые оценить объемы высокотемпературного и низкотемпературного химического выветривания вулканических островов и приблизиться к решению глобальной задачи, связанной с определением роли вулкано-гидротермальных систем зон субдукции в перераспределении мантийного и корового вещества.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Таран Ю.А., Калачева Е.Г. Acid sulfate-chloride volcanic waters; Formation and potential for monitoring of volcanic activity Journal of Volcanology and Geothermal Research, V.405 107036 (год публикации - 2020)
10.1016/j.jvolgeores.2020.107036

2. Калачева Е.Г., Таран Ю.А., Котенко Т.А., Волошина Е.В. ГЕОХИМИЯ КИСЛЫХ ТЕРМАЛЬНЫХ ВОД О. УРУП (КУРИЛЬСКИЕ ОСТРОВА) Вулканология и сейсмология (год публикации - 2021)

3. Котенко Т.А., Калачева Е.Г., Волошина Е.В. Современные экзогенные процессы в долинах р. Юрьева (о. Парамушир) и руч. Горчичный (о. Кетой) и их влияние на разгрузки термальных вод ВУЛКАНИЗМ И СВЯЗАННЫЕ С НИМ ПРОЦЕССЫ, страницы 187-190 (год публикации - 2020)

4. Топчиева О.М., Сергеева А.В., Житова Е.С., Назарова М.А. Мышьяксодержащий ярозит Верхне-Докторских источников, остров Кунашир, Курильские острова, Россия ВУЛКАНИЗМ И СВЯЗАННЫЕ С НИМ ПРОЦЕССЫ, 219-222 (год публикации - 2020)

5. Таран Ю.А., Калачева Е.Г., Двигало В.Н., Мельников Д.В., Волошина Е.В. Evolution of the crater lake of Maly Semyachik volcano, Kamchatka (1965–2020) Journal of Volcanology and Geothermal Research, 418:107351 (год публикации - 2021)
10.1016/j.jvolgeores.2021.107351

6. Калачева Е.Г. ЭКСПЕДИЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КУРИЛЬСКИХ ОСТРОВОВ В 2021 г. ВЕСТНИК КРАУНЦ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ, №3, выпуск №51, С.101-110 (год публикации - 2021)
10.31431/1816-5524-2022-3-51-101-110

7. Калачева Е.Г. Geochemistry and Origin of Thermal Waters of the Kuril Islands (Russia) Proceedings World Geothermal Congress 2020+1, том.2 с.1-9 (год публикации - 2021)

8. Калачева Е.Г., Котенко Т.А., Волошина Е.В., Топчиева О.М. КИСЛЫЕ ТЕРМАЛЬНЫЕ ИСТОЧНИКИ ОСТРОВА УРУП (КУРИЛЬСКИЕ ОСТРОВА): ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ, ВЫНОС МАГМАТИЧЕСКИХ И ПОРОДООБРАЗУЮЩИХ КОМПОНЕНТОВ Подземная гидросфера: Материалы XXIII Всероссийского совещания по подземным водам востока России с международным участием., стр. 171-175 (год публикации - 2021)
10.52619/978-5-9908560-9-7-2021-23-1-171-174

9. Калачева Е.Г., Мельников Д.В., Волошина Е.В., Карпов Г.А. ГЕОХИМИЯ ВОД КРАТЕРНОГО ОЗЕРА ВУЛКАНА МАЛЫЙ СЕМЯЧИК Вулканология и сейсмология (год публикации - 2022)

10. Тарасов К.В. Результаты съёмки почвенного потока CO2 в кальдере вулкана Головнина (о. Кунашир) Вулканизм и связанные с ним процессы. Материалы XXIV ежегодной научной конференции, посвящённой Дню вулканолога, 29-30 марта 2021 г., стр. 152-155 (год публикации - 2021)

11. Калачева Е.Г., Таран Ю.А., Котенко Т.А., Волошина Е.В., Эрдниева Д.М. Кислые сульфатно-хлоридные воды вулкана Баранского (Итуруп, Курильские о-ва): состав и транспорт магматических и породообразующих компонентов Вулканология и сейсмология, №5, стр. 31-48 (год публикации - 2022)
10.31857/S0203030622050054

12. Калачева Е.Г., Котенко Т.А., Волошина Е.В., Эрдниева Д.М. Береговые термальные источники центральной части о. Итуруп: макро- и микроэлементный составы ВЕСТНИК КРАУНЦ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ, №3, выпуск 55, стр. 31-44 (год публикации - 2022)
10.31431/1816-5524-2022-3-55-31-44

13. Калачева Е.Г., Таран Ю.А., Волошина Е.В., Тарасов К.В., Мельников Д.В., Котенко Т.А., Эрдниева Д.М. КРАТЕРНОЕ ОЗЕРО КИПЯЩЕЕ В КАЛЬДЕРЕ ВУЛКАНА ГОЛОВНИНА: ГЕОХИМИЯ ВОДЫ И ГАЗОВ, ВЫНОС МАГМАТИЧЕСКИХ ЛЕТУЧИХ (О. КУНАШИР) Вулканология и сейсмология (год публикации - 2023)

14. Калачева Е.Г. Геохимия ультракислых термальных вод вулкана Баранского (о. Итуруп, Курильские острова) Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием «Геотермальная вулканология, гидрогеология, геология нефти и газа», c. 28-31 (год публикации - 2022)

15. Калачева Е.Г. Химический состав и условия формирования ультракислых термальных вулканических вод Курильской островной дуги Вулканизм и связанные с ним процессы. Материалы XXV ежегодной научной конференции, посвящённой Дню вулканолога, с. 123-126 (год публикации - 2022)

16. Тарасов К.В. Оценка диффузионного потока СО2 на Юго-Восточном фумарольном поле вулкана Эбеко (о. Парамушир) Вулканизм и связанные с ним процессы. Материалы XXV ежегодной научной конференции, посвящённой Дню вулканолога,, с. 78-79 (год публикации - 2022)

17. Калачева Е.Г., Волошина Е.В. Гидрохимическая эволюция кратерного озера вулкана Малый Семячик (1965- 2021 гг.) Вулканизм и связанные с ним процессы. Материалы XXV ежегодной научной конференции, посвящённой Дню вулканолога, с. 127-130 (год публикации - 2022)

18. Калачева Е.Г., Долгая А.А., Волошина Е.В., Котенко Т.А. Химическое выветривание вулканических построек о. Шиашкотан (Курильские острова) Вулканизм и связанные с ним процессы. Материалы XXV ежегодной научной конференции, посвящённой Дню вулканолога, с. 131-134 (год публикации - 2022)

19. Топчиева О.М., Назарова М.А. Редкоземельные минералы пород ручья Третьякова (остров Кунашир, Курильские острова, Россия) Вулканизм и связанные с ним процессы. Материалы XXV ежегодной научной конференции, посвящённой Дню вулканолога, с. 164-166 (год публикации - 2022)

20. Калачева Е.Г. Морская экспедиция на Курильские острова летом 2022 г. ВЕСТНИК КРАУНЦ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ, №3Б выпуск 55, с. 96-104 (год публикации - 2022)
10.31431/1816-5524-2022-3-55-96-104

Публикации