Масштаб и периодичность катастрофических эксплозивных извержений в островодужных системах Cеверной Пацифики

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 16-17-10035

НазваниеМасштаб и периодичность катастрофических эксплозивных извержений в островодужных системах Cеверной Пацифики

Руководитель Пономарева Вера Викторовна, Доктор географических наук

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

Конкурс №13 - Конкурс 2016 года на получение грантов по приоритетному направлению деятельности РНФ «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-110 - Вулканология

Ключевые слова катастрофические эксплозивные извержения, тефрохронология, криптотефра, химический состав тефры, оценка вулканической опасности, Курило-Камчатский вулканический пояс

Код ГРНТИ38.37.25

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Сильное эксплозивное извержение – это одно из самых экстремальных природных явлений. Площадь воздействия пеплопада на порядки превышает зону воздействия других вулканических процессов, а связанные с эруптивным облаком аэрозоли могут оказывать воздействие на природную среду в глобальном масштабе. Для долгосрочного прогноза гигантских извержений и оценки связанной с ними опасности необходимо знание масштаба и повторяемости аналогичных событий в прошлом. Вулканизм островодужных систем Северной Пацифики отличается высокой эксплозивностью, о чем свидетельствуют многочисленные телескопированные кальдеры и обильные прослои пеплов в морских и наземных отложениях региона. Пепловые тучи сильных извержений неоднократно разносились отсюда на расстояния более восьми тысяч километров. Это показывает, что будущие извержения также могут оказать воздействие на все северное полушарие и ущерб от них будет носить не локальный, а глобальный характер. Однако летопись сильных (М>6) извержений для островодужных систем Северной Пацифики до сих пор фрагментарна. Наш междисциплинарный и инновационный проект нацелен на реконструкцию масштабов и периодичности эксплозивных извержений в пределах островодужных систем северной Пацифики за последние пять миллионов лет. Мы планируем провести исследования тефры в морских осадках, вскрытых глубокими скважинами и колонками в северо-западной части Тихого океана и в Охотском море, а также пирокластических отложений вблизи вулканов-источников в пределах Курило-Камчатского вулканического пояса. Наряду с видимыми прослоями тефры мы впервые планируем исследовать криптотефру - тончайший (<100 микрон) пепел, который был разнесен струйными течениями в атмосфере, а затем захоронен в наземных и морских отложениях северо-западной части Тихоокеанского региона в виде рассеянных в осадке частиц. Для всех образцов тефры будут получены детальные геохимические характеристики с применением разработанного нами комплекса методов точечного анализа индивидуальных частиц тефры с помощью электронного микрозонда, масс-спектрометрии индуцировано-связанной плазмы с лазерной абляцией (LA-ICPMS) и вторично-ионной масс-спектрометрии (SIMS). Возраст извержений будет установлен с помощью прямого датирования тефры (Ar-Ar, U-Th, U-Pb) и на основании возрастных моделей для изученных колонок. В результате наших исследований мы создадим сводную летопись крупнейших эксплозивных извержений вулканов Курило-Камчатского пояса, дополненную извержениями вулканов Аляскинско-Алеутского пояса, и исследуем пространственно-временные закономерности вулканических проявлений. Полученные результаты будут сопоставлены с данными об эксплозивной активности в смежных вулканических дугах (Япония, Каскадные горы), что позволит точнее моделировать вулканический процесс для вулканов островных дуг и оценить будущую опасность, связанную с эксплозивным вулканизмом. Сопоставление вулканической летописи с климатическими изменениями, зафиксированными в ледовых колонках и морских и наземных осадках, позолит получить принципиально новые данные о взаимосвязи вулканизма и климата. На основе геохимических данных о продуктах крупнейших извержений будет исследована геохимическая эволюция магм островодужных систем северной Пацифики и рассмотрена ее связь с геодинамическими событиями. Практическая значимость планируемых исследований определяется их направленностью на снижение риска природных катастроф и долговременное прогнозирование экологической ситуации в Дальневосточном регионе России и северной Пацифике в целом. Образовательная задача проекта – подготовить на базе Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН молодых специалистов по изучению крупнейших эксплозивных извержений, в том числе геолого-вулканологическому картированию пирокластики, геохимическому изучению пирокластических пород и тефры дальнего разноса и оценке вулканической опасности.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Pendea, I.F., Ponomareva, V., Bourgeois, J., Zubrow., E.B.W., Portnyagin, M., Ponkratova, I., Harmsen, H., Korosec, G. Late Glacial to Holocene paleoenvironmental change on the northwestern Pacific seaboard, Kamchatka Peninsula (Russia) Quaternary Science Reviews (год публикации - 2016)

2. Bourne A.J., Abbott P.M., Albert P.G., Cook E., Pearce N.J.G., Ponomareva V., Svensson A., Davies S.M. Underestimated risks of recurrent long-range ash dispersal from northern Pacific Arc volcanoes Scientific Reports, Volume 6, Article number: 29837 (год публикации - 2016)
10.1038/srep29837

3. Derkachev A.N., Nikolaeva N.A., Gorbarenko S.A., Portnyagin M.V., Ponomareva V.V., Nürnberg D., Sakamoto T., Iijima K., Liu Y., Shi X., Lv H., Wang K. Tephra layers in the Quaternary deposits of the Sea of Okhotsk: Distribution, composition, age and volcanic sources Quaternary International (год публикации - 2016)
10.1016/j.quaint.2016.07.004

Публикации

1. Ponomareva V., Portnyagin M., Pendea F., Zelenin E., Bourgeois J., Pinegina T., Kozhurin A. A full Holocene tephrochronology for the Kamchatsky Peninsula region: applications from Kamchatka to North America Quaternary Science Reviews, v. 168, pp. 101-122 (год публикации - 2017)
10.1016/j.quascirev.2017.04.031

2. Ponomareva V., Polyak L., Portnyagin M., Abbott P., Zelenin E., Vakhrameeva P., Garbe-Schönberg D. Holocene tephra from the Chukchi-Alaskan margin, Arctic Ocean: Implications for sediment chronostratigraphy and volcanic history Quaternary Geochronology, v.45, pp.85-97 (год публикации - 2017)
10.1016/j.quageo.2017.11.001

3. Cook E., Portnyagin M., Ponomareva V., Bazanova L.I., Svensson A., Garbe-Schönberg D. First identification of cryptotephra from the Kamchatka Peninsula in a Greenland ice core: implications of a widespread marker deposit that links Greenland to the Pacific northwest Quaternary Science Reviews, v. 181, pp. 200-206. (год публикации - 2017)
10.1016/j.quascirev.2017.11.036

4. Pendea, I.F., Ponomareva, V., Bourgeois, J., Zubrow, E.B., Portnyagin, M., Ponkratova, I., Harmsen, H. and Korosec, G. Late Glacial to Holocene paleoenvironmental change on the northwestern Pacific seaboard, Kamchatka Peninsula (Russia) Quaternary Science Reviews, v. 157, pp.14-28 (год публикации - 2017)
10.1016/j.quascirev.2016.11.035

Публикации

1. Ponomareva, V., Bubenshchikova, N., Portnyagin, M., Zelenin, E., Derkachev, A., Gorbarenko, S., Garbe-Schönberg, D., Bindeman, I. Large-magnitude Pauzhetka caldera-forming eruption in Kamchatka: Astrochronologic age, composition and tephra dispersal Journal of Volcanology and Geothermal Research, v. 366: 1-12 (год публикации - 2018)
10.1016/j.jvolgeores.2018.10.006

2. Derkachev, A.N., Ponomareva, V.V., Portnyagin, M.V., Gorbarenko, S.A., Nikolaeva, N.A., Malakhov, M.I., Zelenin, E.A., Nürnberg, D., Liu, Y. Widespread tephra layers in the Bering Sea sediments: distal clues to large explosive eruptions from the Aleutian volcanic arc Bulletin of Volcanology, V. 80(11). P. 80 (год публикации - 2018)
10.1007/s00445-018-1254-9

3. Andrews, B.J., Dufek, J., Ponomareva, V. Eruption dynamics and explosive-effusive transitions during the 1400 cal BP eruption of Opala volcano, Kamchatka, Russia Journal of Volcanology and Geothermal Research, V. 366, pp. 1-12 (год публикации - 2018)
10.1016/j.jvolgeores.2018.02.019