Каскадные ландшафтно-геохимические системы вулканических островов (на примере о. Матуа, центральные Курилы)

Анализируются возможности использования концепции каскадных ландшафтно-геохимических систем (КЛГС) применительно к островам с активными вулканами. Объектом исследования является о. Матуа с вулканом Сарычева, который считается наиболее активным на Курилах. В структуре КЛГС острова выделено три высотных яруса, различающихся по морфолитогенной основе, характеру экзогенных процессов, растительности и условиям миграции элементов. Установлено, что основными латеральными потоками, связывающими все ярусы, выступает гравигенное перемещение тефры, подземный сток с разгрузкой в нижнем ярусе на контакте морских террас, а также вулканические сели. Характерно почти полное отсутствие поверхностного стока, связанное с высокой водопроницаемостью почвенно-пирокластического чехла, и, как следствие, отсутствие типичных катен, связанных с жидким стоком. Показано, что для вулканической КЛГС характерно импульсное функционирование и разные виды латеральных потоков во время извержения и между ними. В период активизации вулкана преобладают аэральные и гравигенные потоки (выпадение тефры и связанные с этим пирокластические потоки и волны, лавовые потоки, газовые эмиссии, лахары), определяющие включение твердого вещества в механическую миграцию. Они связывают геохимические ландшафты всех ярусов – верхнего, среднего и нижнего – и достигают прилегающей акватории. В периоды между извержениями увеличивается роль современных экзогенных процессов (лавинные, селевые, обвально-осыпные и др.) и подземных вод в зонах их разгрузки, а также закладываются новые латеральные связи внутри островной КЛГС. Характерным структурным элементом КЛГС всех вулканических островов является береговая зона, особенности структурно-функциональной организации которой определяются разнонаправленными потоками вещества с разным химическим составом от вулканического ядра и со стороны океана, что обусловливает гетерогенную и мозаичную ландшафтно-геохимическую структуру.

1. Авессаломова И.А., Иванов А.Н., Савенко А.В. Водная миграция химических элементов в ландшафтах вулканических островов Центральных Курил (на примере о. Матуа) // Вестник Моск. ун-та. Сер. 5. Геогр. 2018. № 1. С. 73–80.

2. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов. М.: Географический факультет МГУ, 2007. 350 с.

3. Глазовская М.А. Геохимические основы типологии и методики исследований природных ландшафтов. Смоленск: Ойкумена, 2002. 288 с.

4. Дегтерев А.В., Рыбин А.В., Мелекесцев И.В. и др. Эксплозивные извержения вулкана Пик Сарычева в голоцене (о. Матуа, Центральные Курилы): геохимия тефры // Тихоокеанская геология. 2012. Т. 31. № 6. С. 16–26.

5. Дегтерев А.В. Петрохимические особенности продуктов со временных извержений вулкана Пик Сарычева, остров Матуа (Курилы) // Вестн. ДВО РАН. 2011. № 6. С. 94–99.

6. Иванов А.Н., Моисеев А.И., Хисматуллин Т.И. и др. Поли структурная организация вулканического ландшафта острова Матуа (Центральные Курилы) // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. Геогр. 2021. № 4. С. 140–151.

7. Иванов А.Н. Особенности ландшафтной структуры острова Матуа (Центральные Курилы) // Известия РГО. 2017. Т. 149. Вып. 5. С. 26–35.

8. Калачева Е.Г., Мельников Д.В., Волошина Е.В. и др. Геохимия кратерных вод озера вулкана Малый Семячик // Вулканология и сейсмология. 2022. № 3. С. 28–42.

9. Калачева Е.Г., Таран Ю.А., Котенко Т.А. и др. Геохимия кислых термальных вод острова Уруп (Курильские острова) // Вулканология и сейсмология. 2021. № 5. С. 63–78.

10. Касимов Н.С. Базовые концепции и принципы геохимии ландшафтов // Геохимия ландшафтов и география почв. Смоленск: Ойкумена, 2002. С. 23–38.

11. Ретеюм А.Ю. Земные миры. М.: Мысль, 1988. 270 с.

12. Рыбин А.В., Дегтерев А.В., Разжигаева Н.Г. и др. Активные вулканы Курильских островов: вулкан Пик Сарычева. Южно-Сахалинск: Ин-т морской геологии и геофизики ДВО РАН, 2012. 80 с.

13. Таран Ю.А., Знаменский В.С., Юрова Л.М. Геохимическая модель гидротермальных систем вулкана Баранского (о-в Итуруп, Курильские острова) // Вулканология и сейсмология. 1995. № 4–5. С. 21–29.

14. Aguilera F., Tassi F., Darrah T. et al. Geochemical model of a magmatic – hydrothermal system at the Lastarria volcano, northern Chile, Bulletin of Volcanology, 2012, no. 74, p. 119–134.

15. Chorley R.J., Kennedy B.A. Physical Geography. A Systems Approach. London, Prentice Hall, 1971, 370 p.

16. Fischer T.P. Fluxes of volatiles (H2 O, CO 2, N 2, Cl, F) from arc, Volcanoes Geochemical Journal, 2008, vol. 42, p. 21–38.

17. Jarrard R.D. Subduction fluxes of water, carbon dioxide, chlorine, and potassium, Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2003, no. 4, p. 1–50.

18. Kalacheva E., Taran Y., Voloshina E. Hydrothermal system and acid lakes of Golovnin caldera, Kunashir, Kuril Islands: Geochemistry, solute fluxes and heat output, J. Volcanol. and Geotherm. Res., 2017, vol. 346, p. 10–20, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2017.06.001.

19. Straub S.M., Layne G.D. The systematics of chlorine, fluorine, and water in Izu arc front rocks: implications for volatile recycling in subduction zones, Geochimica et Cosmochimica Acta, 2003, vol. 67, p. 4179–4203.

20. Taran Y., Zelenski M., Chaplygin I. Gas emissions from volcanoes of the Kuril Island arc (NW Pacific): Geochemistry and fluxes, Geochemistry, Geophysics and Geosystems, 2018, vol. 19(6), p. 1859–1880, DOI: 10.1029/2018GC007477.

21. Taran Y., Zelenski M. Systematics of water isotopic composition and chlorine content in arc-volcanic gases, Geological Society, London, Special Publications, 2014, vol. 410, no. 1, p. 237–262, DOI: 10.1144/sp410.5.