В этом важном тектоническом регионе мира находятся несколько крупных структур: Камчатка, которая является северным звеном Курило-Камчатской островной дуги; прилегающие к ней Командорские острова, которые представляют собой западное окончание Алеутской островной дуги; область сочленения Курило-Камчатской и Алеутской островных дуг, а также восточное окончание пояса землетрясений, который протягивается из Северного Ледовитого океана через Якутию к Северной Камчатке и показывает вероятную границу между Азиатской и Американской литосферными плитами. Сейсмическая активность достигает на Камчатке наивысшего уровня, существующего на нашей планете. Здесь происходит более 40% землетрясений России, бывают мощные цунами. Основная часть населения Камчатки проживает в местах, где возможны землетрясения силой 9 и более баллов. Проблемы сейсмического районирования, сейсмостойкого строительства и сейсмического прогноза имеют здесь жизненно важное значение.

Рассмотрим историю и главные результаты сейсмологических исследований на Камчатке в течение четырех их периодов. Подобные сведения приводились ранее в ряде статей (Федотов, Багдасарова, 1974), (Федотов, Шумилина, 1985), (Федотов, 1987), (Федотов, Шумилина, Чернышева, 1987 ), и др.

1. Изучение землетрясений Камчатки по данным удаленных сейсмических станций, 1897-1946 годы

Этому периоду предшествовала двухвековая история макросейсмических наблюдений.

С 1923 года наблюдения за землетрясениями Камчатки стала вести сеть сейсмических станций СССР.

Были выявлены общие закономерности размещения очагов камчатских землетрясений. Карты эпицентров за 1911-1923 и 1924-1951 годы показывают, что большинство камчатских землетрясений протягивается полосой вдоль континентального склона Курило-Камчатского глубоководного желоба, а глубины очагов увеличиваются до 140-200 км под Восточной Камчаткой и возрастают до 200- 540 км под Охотским морем (Федотов, Багдасарова, 1974).

Макросейсмические и инструментальные данные были использованы при построении первых карт сейсмического районирования (Правила, 1937), (Положение, 1951).

В конце сороковых годов Лаборатория вулканологии АН СССР и сейсмологические учреждения страны начали ускоренно развивать различные сейсмологические наблюдения и исследования на Камчатке.

2. Сейсмологические исследования Лаборатории вулканологии АН СССР, 1947-1960 годы

События и сейсмологические работы, описанные в предыдущем разделе, стали предысторией сейсмологических исследований Института вулканологии ДВО РАН.

В 1935 году начала свои непрерывные наблюдения Камчатская вулканологическая станция АН СССР, расположенная вблизи гигантской Ключевской группы вулканов. В 1944-1945 годах по инициативе академика А.Н. Заварицкого она была преобразована в Лабораторию вулканологии АН СССР с Вулканологической станцией на Камчатке. Позднее, в 1962 году, после ряда реорганизаций Лаборатория вулканологии и другие камчатские учреждения АН СССР слились в большой Институт вулканологии Сибирского отделения (СОАН) АН СССР (Влодавец, Набоко, Федотов, 1985). Таким образом, Институт вулканологии является преемником и продолжателем исследований Лаборатории вулканологии АН СССР, в том числе сейсмологических.

В Лаборатории вулканологии АН СССР работали такие замечательные ученые, обладавшие широким кругом знаний и интересов, как академик А.Н. Заварицкий, проф. В.И. Влодавец, члены-корреспонденты Б.И. Пийп и Г.С. Горшков и другие. Им было ясно, что для изучения природы вулканических процессов, состояния и деятельности вулканов, их строения необходимо применять сейсмологические и геофизические методы исследований.

Начало и развитие сейсмологических наблюдений на Камчатке стали возможными в годы восстановления и подъема страны, наступивших после победы в Великой Отечественной войне.

Сейсмические наблюдения на Камчатской вулканологической станции в пос. Ключи начались 29 декабря 1946 года. В 1958 году была открыта сейсмическая станция “Апахончич”, в 1960 году — сейсмическая станция “Козыревск”.Сейсмологические исследования в Лаборатории вулканологии в 1948-1956 годах возглавлял известный вулканолог Г.С. Горшков, затем сейсмолог-вулканолог П.И. Токарев, работавший на вулканологической станции в 1957-1963 годах (Памяти Горшкова, 1977), (Памяти Токарева, 1993).

В рассматриваемый период сотрудниками Лаборатории вулканологии был получен ряд фундаментальных результатов в области сейсмологии.

Еще в 1946 году академик А.Н. Заварицкий одним из первых среди русских ученых обратил внимание на фокальную зону очагов землетрясений, которая погружается от Курило-Камчатского глубоководного желоба под континент под углом около 40° до глубины 700 км. Он отметил, что пояс действующих вулканов находится там, где землетрясения сейсмофокального слоя происходят на глубинах 100-150 км, и пришел к выводу, что глубинные движения литосферы могут быть первичными причинами тектонических процессов в земной коре (Заварицкий, 1946). В отечественной литературе сейсмофокальные зоны островных дуг стали называться зонами Вадати-Заварицкого-Бениоффа.

Исследования в этом направлении были продолжены в рассматриваемом периоде П.И. Токаревым. Он, изучая взаимное расположение сейсмофокального слоя и пояса действующих вулканов Курило-Камчатской островной дуги, подтвердил, что они имеют одинаковое простирание и должны быть порождены взаимосвязанными процессами (Токарев, 1958 и др.).

Одни из первых в мире работ по обнаружению подкоровых магматических очагов вулканов были выполнены Г.С. Горшковым. Изучая в начале 50-х годов особенности записей землетрясений на сейсмической станции Ключи, он заметил, что происходит аномально большое поглощение поперечных сейсмических волн, лучи которых проходят под Ключевским вулканом. Он пришел к заключению, что на глубине 60-80 км под Ключевским вулканом должен находиться его большой магматический очаг (Горшков, 1956 и др.). Эта работа вызвала большой интерес в мире. Продолжая исследования, Г.С. Горшков предложил концепцию “сквозькорового” характера вулканизма, а в дальнейшем выдвинул международный проект “Корни вулканов” (Памяти Горшкова, 1977).

Изучались сейсмичность Ключевской группы вулканов и сейсмические явления, связанные с ее деятельностью. Эти работы возглавлялись до 1957 года Г.С. Горшковым, далее П.И. Токаревым.

Были изучены особенности землетрясений и вулканического дрожания, сопровождавших извержения разных типов, — вершинные извержения гигантского базальтового вулкана Ключевского, его побочные извержения, а также извержения на лавовом куполе, растущем в огромном взрывном кратере вулкана Безымянного. Были предложены способы их прогноза и сделаны первые успешные прогнозы извержений вулкана Безымянного в 1959 и 1960 годах (Токарев, 1966).

Многие из названных работ стали основополагающими и были продолжены в следующих десятилетиях в Институте вулканологии

3. Сейсмологические исследования Института вулканологии ДВО РАН в 1961-1993 годах

Началу этого периода предшествовали важные научно- организационные события. Отметим некоторые из наиболее существенных среди них.

В 1957 году, после создания Сибирского отделения АН СССР (СОАН), началось ускоренное развитие науки на Дальнем Востоке. Открылась Камчатская геолого-геофизическая обсерватория (КГГО) СОАН, в которой стали получать поддержку сейсмологические исследования.

В 1956-1958 годах на Дальнем Востоке СССР проводились большие комплексные работы по программе Международного геофизического года (МГГ). Они положили начало многим направлениям геофизических исследований на Дальнем Востоке, в том числе детальным сейсмологическим исследованиям.

Детальные сейсмологические исследования в Курило-Камчатской области, наиболее сейсмичном районе СССР, начались в 1957 году на Южных Курильских островах. В их программу входило изучение сейсмичности островной дуги, ее глубинного строения, свойств земной коры и верхней мантии, механизма глубинных процессов. Южно-Курильская сеть станций была организована Тихооокеанской сейсмической экспедицией Института физики Земли АН СССР (ИФЗАН) совместно с лабораторией сейсмологии Сахалинского КНИИ (СахКНИИ) СО АН СССР. 1 января 1958 года пять короткопериодных сейсмических станций начали регистрацию на острове Итуруп, а с лета 1958 года наблюдения стали вестись также на островах Шикотан и Кунашир. Совместные наблюдения ТСЭ и СахКНИИ продолжались в 1958-1963 годах. Руководили работами начальник ТСЭ С.А. Федотов и сотрудник СахКНИИ Р.З. Тараканов. Главными результатами были разработка методики детальных сейсмологических наблюдений и первые точные данные о размещении гипоцентров землетрясений Курило-Камчатской островной дуги, обнаружение под ней области пониженных скоростей в верхней мантии, подробные данные о форшоках и мощном рое афтершоков Итурупского землетрясения 6(7) ноября 1958 года с М=8,2 (Федотов, Багдасарова, Кузин, Тараканов, 1969).

В 1959 году стало ясно, что для получения более полных сведений о глубинных процессах в области Курило-Камчатской дуги необходимы аналогичные исследования в ее северном звене — на Камчатке. В 1960 году начальник ТСЭ С.А. Федотов и директор КГГО СОАН Б.И. Пийп договорились об организации детальных сейсмологических наблюдений на Камчатке. Программа работ была расширена — в нее добавились сейсмическое районирование Камчатки, сейсмическое микрорайонирование г. Петропавловска-Камчатского и изучение связей сейсмичности с вулканизмом.

Летом - осенью 1962 года были пущены региональные станции в Мильково и важные по своему положению станция “Шипунский”, находящаяся над тихоокеанской фокальной зоной, и станция “Беринг” в с. Никольское на Командорских островах. В октябре 1962 года закончилось формирование Института вулканологии (ИВ) СО АН СССР, в который вошли Лаборатория вулканологии АН СССР и КГГО со своими сейсмологическими подразделениями. После этого к сети сейсмостанций присоединились также станции “Ключи”, “Козыревск” и “Апахончич” прежней Лаборатории вулканологии. Тем самым завершилось создание Камчатской региональной сети сейсмостанций. В конце 1962 года в ней было 10 станций, многие из них продолжают наблюдения до настоящего времени. Задачи, методика исследований и их первые результаты, полученные в 1961-1962 годах, были опубликованы в статье С.А. Федотова, И.П. Кузина и М.Ф. Бобкова (1964).

Кратко остановимся на результатах совместных сейсмологических исследований 60-х годов. В этот период ими руководили С.А. Федотов и П.И. Токарев. Более полно история и основные результаты первых 25 лет детальных сейсмологических исследований на Камчатке в 1961-1986 годах изложены в отдельном сообщении (Федотов, 1987).

Найдены фундаментальные закономерности размещения очагов сильнейших землетрясений, выделены вероятные места следующих таких землетрясений (“сейсмические бреши”), введено понятие “сейсмического цикла” сильнейших землетрясений и на их основе создан эффективный метод долгосрочного сейсмического прогноза (Федотов, 1965,1968 и др.).

Научные итоги разнообразных исследований 1961-1972 годов изложены в книге “ Сейсмичность и сейсмический прогноз, свойства верхней мантии...” (1974).

В 60-х годах продолжались успешные сейсмологические исследования на вулканах. Отметим некоторые из них.

Изучалась сейсмичность Ключевской группы вулканов, наиболее мощной на Камчатке (Токарев, 1966), а также Авачинского и других активных вулканов Камчатки.

Исследовались закономерности вулканических землетрясений и развивались методы прогноза извержений. 12 ноября 1964 г. произошло катастрофическое взрывное извержение андезитового вулкана Шивелуч, второго на Камчатке по объему извергаемых пород после Ключевского вулкана. Извержение Шивелуча было предсказано за месяцы до его начала (Токарев, 1967).

Продолжались работы по обнаружению магматических очагов вулканов. Использовалось явление экранирования сейсмических волн этими очагами. Под Авачинской группой вулканов была найдена зона с повышенным поглощением поперечных сейсмических волн, располагающаяся на глубинах 20-80 км и имеющая около 25 км в поперечнике. Предполагалось, что эта область обогащена магматическими расплавами (Федотов, Фарберов, 1966), (Фарберов, 1974).

В 1970-1972 годах произошли новые организационные изменения, после которых основные сейсмологические наблюдения на Камчатке до 1994 года почти на четверть века сосредоточились в Институте вулканологии.

В 1970 году был образован Дальневосточный научный центр (ДВНЦ) АН СССР, ставший в 80-х годах Дальневосточным отделением (ДВО) АН СССР. После образования ДВНЦ произошло расширение и укрепление учреждений АН СССР на Дальнем Востоке. В 1970 году Институт вулканологии перешел из Сибирского отделения АН СССР (СОАН) в ДВНЦ АН СССР. В том же 1970 году С.А. Федотов был избран членом-корреспондентом АН СССР и в январе 1971 года был назначен директором Института вулканологии ДВНЦ АН СССР. С.А. Федотов руководил сейсмологическими работами Института вулканологии в 70-х, 80-х, 90-х годах.

В 1972 году сеть сейсмических станций и большинство сотрудников Тихоокеанской сейсмологической экспедиции ИФЗАН перешли в Институт вулканологии, в котором были созданы лаборатории сейсмометрии (В.Д. Феофилактов), сейсмологии (И.Г. Симбирева), прогноза и механизма извержений (П.И. Токарев), сейсмики морского дна, вычислительной техники и автоматизации (М.Н. Никольский) и другие.

Со стороны ИФЗАН в совместных исследованиях до 1994 года продолжали участвовать сотрудники лаборатории сейсмичности тихоокеанского пояса (С.А. Федотов) и Камчатской геофизической станции ИФЗАН (С.Д. Чернышев). Ими велись исследования глубинного строения, закономерностей сейсмичности, по долгосрочному сейсмическому прогнозу, сейсмическому районированию и др.

С 1979 года основная часть сейсмологических наблюдений стала выполняться Опытно-методической сейсмологической партией (ОМСП) Института вулканологии (Федотов, 1987). Начальником ОМСП был назначен Е.И. Гордеев.

В 1971-1993 годах количество научных сотрудников, инженеров и техников Института вулканологии, участвовавших в сейсмологических работах, достигало 140 и более человек. Они вели исследования по очень широкому кругу сейсмологических проблем, начиная от большинства задач региональных сейсмологических исследований, изучения сейсмических явлений на вулканах, определения сейсмической опасности, прогноза землетрясений и извержений до морских сейсмологических исследований и др. Ими было проведено огромное количество наблюдений и выполнены многие сотни исследований. В данном кратком очерке ограничимся перечислением главных направлений исследований, назовем ведущих участников и некоторые важнейшие результаты.

Значительная часть результатов опубликована в журнале АН СССР - РАН “Вулканология и сейсмология”. Выпуск журнала был организован в 1979 г. Институтом вулканологии АН СССР (Федотов, 1999). С 1983 года журнал полностью переводится и издается на английском языке компанией “Гордон и Брич” (Gordon and Breach Science Publishers). Итоги первых 25 лет детальных сейсмологических наблюдений на Камчатке изложены в специальных выпусках журнала 1987, №6, и 1988, № 1 (“Вулканология и сейсмология”, 1987, 1988).

Развивалась сеть сейсмологических станций. Была разработана аппаратура для радиотелеметрических наблюдений. В 1986 году в камчатской сети работали 15 региональных сейсмических станций, а также две радиотелеметрических сети с 10 пунктами наблюдений, расположенные в районах г. Петропавловска-Камчатского и Ключевской группы вулканов (Федотов, Феофилактов, Гордеев и др., 1987). В последующие годы число сейсмостанций увеличивалось, а их оборудование совершенствовалось. Работала сеть приборов для регистрации сильных движений. Проводились экспедиционные сейсмологические работы на вулканах, в эпицентральных областях сильных землетрясений и на морских судах. Большой вклад в развитие и производство наблюдений на современном уровне в 1971-1993 годах внесли В.Д. Феофилактов, Е.И. Гордеев, В.А. Гаврилов, В.Н. Чебров и др.

Со времени создания камчатской региональной сети сейсмических станций в 1962 году ее станции размещались таким образом, чтобы область надежной регистрации охватывала основные сейсмогенные зоны Камчатки. Сеть наблюдений сгущалась вокруг г. Петропавловска-Камчатского, где находится более половины жителей Камчатки, и вокруг Ключевской группы вулканов, в которую входят самые крупные вулканы Камчатки. Основные характеристики аппаратуры сохранялись в течение всего времени детальных сейсмологических наблюдений. Благодаря этим условиям в 1962-1993 годах был получен огромный однородный массив данных наблюдений за землетрясениями Камчатки, один из лучших в мировой сейсмологии. В региональном камчатском каталоге землетрясений 1962-1986 годов более 40 000 событий. Их количество превысило 50 000 к 1994 году. Более 10 000 среди них имеют энергетические классы К_{s ³} 10 (MLH≥3,6). Каталоги землетрясений Камчатки и Командорских островов за XI.1961-1963 гг. были опубликованы в сборнике “Землетрясения в СССР в 1963 г.” (Федотов, Багдасарова и др., 1966). Каталоги землетрясений и анализ сейсмичности за последующие годы (1964-1993) регулярно печатались в дальнейших выпусках этого ежегодника (“Землетрясения в СССР в 1964 г.” и др.).

Группой обработки данных наблюдений Камчатской сети сейсмических станций в 1961-1993 годах руководили И.П. Кузин, А.М. Багдасарова, А.А. Годзиковская, А.М. Кондратенко, Л.С. Шумилина, И.Г. Симбирева, В.М. Зобин, Т.С. Лепская, В.И. Левина.

Дополнительно составлялись каталоги вулканических землетрясений Камчатки (Токарев, 1981, и др.).

Развивалась и совершенствовалась методика обработки данных сейсмологических наблюдений.

В 1961-1993 и последующих годах основной шкалой, по которой оценивалась энергия очагов землетрясений на Камчатке, была шкала энергетических классов К_s (Федотов, 1972). Энергетический класс К_s = 10 соответствует MLH=3,6 или М_w = 3,8. Уточнялись соотношения К_s с другими шкалами энергетических классов и магнитуд.

В 60-х годах положение гипоцентров камчатских землетрясений определялось методом палеток изохрон по годографам И.П. Кузина (Федотов, Кузин, Бобков, 1964). В дальнейшем было введено несколько программ для определения координат гипоцентров камчатских землетрясений на ЭВМ (Гусев и др., 1974, и др.).

Данные об эпицентрах и глубинах очагов, энергетических классах и магнитудах камчатских землетрясений 1961-1993 годов служили основой многих исследований.

В течение трети века, в 1961-1993 годах, последовательно изучались размещение очагов землетрясений Камчатки и Командорских островов, развитие сейсмического процесса, сильные землетрясения, характеристики сейсмического режима, в их числе сейсмическая активность A₁₀, относительная величина сбрасываемой сейсмической энергии D, наклон графика повторяемости землетрясений, группирование землетрясений и др. Результаты публиковались вместе с ежегодными каталогами землетрясений, которые упоминались выше, а также в обзорных статьях (Федотов, Токарев, Годзиковская и др., 1974), (Федотов, Токарев, Кондратенко и др., 1977), (Федотов, Шумилина, Чернышева, 1987) и др. Главными объектами исследований были высокоактивная сейсмофокальная зона Курило-Камчатской дуги (зона Вадати-Заварицкого-Бениоффа), ее положение, форма, изменение сейсмичности в ней по глубине и простиранию (Федотов, Гусев и др. 1985), а также сейсмичность вулканических центров Камчатки.

Изучались механизмы очагов камчатских землетрясений, вопросы физики очага, особенности кода-волн (Шарапов, Симбирева и др., 1984), (Зобин, 1987), (Гусев, 1988, и др.), и др.

Продолжалось изучение скоростного строения земной коры и верхней мантии, поглощения сейсмических волн в них, сейсмотектоники, связей сейсмичности Камчатки и ее сейсмофокальной зоны с геодинамикой и вулканизмом. Этим вопросам в 1961-1993 годах было посвящено много публикаций в отечественной и иностранной литературе. Основные результаты были рассмотрены в специальной главе книги “Действующие вулканы Камчатки” (Федотов, 1991). Отметим некоторые ее заключения.

Глубины землетрясений под Камчаткой и прилегающей к ней частью Охотского моря меняются от 0 до 560 км. Сейсмофокальная зона погружается от верхней части континентального склона Курило-Камчатского глубоководного желоба под Камчатку и проходит на глубинах 100-220 км под поясом действующих вулканов Камчатки. Эта зона имеет двухслойное строение на глубинах 50-150 км. Сейсмическая активность (нормированное по объему и времени число землетрясений энергетического класса К_s = 10) максимальна в сейсмофокальной зоне на глубинах 0-40 км. Ниже она быстро убывает — на порядок к глубине 120 км и на два порядка на глубине около 200 км. Сейсмофокальная зона под Камчаткой однородна на Южной и Средней Камчатке. Однако ее северное окончание резко отклоняется в сторону Камчатки, что плохо согласуется с представлениями тектоники плит. Источники вещества и энергии вулканических процессов должны находиться в сейсмофокальной зоне, но только приблизительно 1 % вещества погружающейся плиты поднимается к поверхности Камчатки при вулканических извержениях.

В 70-х, 80-х, и 90-х годах в Институте вулканологии продолжались интенсивные сейсмологические исследования на вулканах. Изучались вулканические землетрясения, их рои, вулканическое дрожание, сейсмические параметры, характеризующие состояние вулканов, извержения вулканов Ключевской, Шивелуч, Безымянный, Карымский и других на Камчатке, вулкана Алаид на Северных Курильских островах. Проводились планомерные сейсмологические исследования на Ключевской и Авачинской группах вулканов. С 1971 года начались наблюдения на Карымской комплексной обсерватории, которая была построена в Карымском вулканическом центре, наиболее активном на Восточной Камчатке (Токарев, 1989 и др.). Совершенствовались методы прогноза вулканических извержений по сейсмологическим данным и был сделан ряд успешных прогнозов, в том числе Большого трещинного Толбачинского извержения в 1975 году и побочного извержения Ключевского вулкана в 1983 году (Токарев, 1983 и др.).

Наиболее важные исследования были выполнены на Большом трещинном Толбачинском извержении, которое длилось с 6 июля 1975 года до конца декабря 1976 года (Большое трещинное Толбачинское извержение, 1984). Это было одно из наиболее интересных и значительных вулканических явлений XX века. Вдоль возникших трещин вырос ряд новых базальтовых конусов, потоки лавы образовали лавовый покров площадью 45 км², объем изверженных базальтов превысил 2,2 км³, произошло обрушение и проседание вершинной кальдеры на вулкане Плоский Толбачик. Благодаря большим всесторонним исследованиям оно стало одним из наиболее изученных вулканических извержений мира. При сейсмологических работах был сделан точный прогноз времени и места начала извержения (Токарев и др., 1984), получены данные о его развитии (Федотов, Горельчик и др., 1984), о вулканическом дрожании (Токарев, Гордеев и др., 1984), исследован его механизм (Федотов, 1984).

В 1971-1993 годах постоянно велись разнообразные научные и научно- прикладные работы по оценке сейсмической опасности и сейсмическому прогнозу.

Неоднократно уточнялось сейсмическое районирование Камчатки (Гусев, Кондратенко и др., 1980, и др.).

Успешно применялся и развивался метод долгосрочного сейсмического прогноза, основанный на свойствах “сейсмических брешей” (seismic gaps) и сейсмического цикла (Федотов, Чернышев, 1987, и др.). Все крупные курило-камчатские землетрясения 1971-1999 годов с М>7,7 произошли в “сейсмических брешах”. Разрабатывались способы оценки степени опасности вероятных мест следующих сильнейших землетрясений и выделения наиболее угрожаемых среди них (soon-to-break seismic gaps).

В начале 90-х годов в дополнение к долгосрочному сейсмическому прогнозу был построен “сейсмический сценарий” — вероятная последовательность сильных форшоков и афтершоков с М ³ 6 для больших курило-камчатских и тихоокеанских землетрясений с М>7,7. Выявленные закономерности использовались при оценке сейсмической обстановки, угрозы возникновения землетрясений с М>7,7 и их афтершоков с М ³ 6 (Федотов, Чернышева, Шумилина, 1993, и др.).

В течение 1971-1993 годов велись поиск предвестников землетрясений и разработка комплексных методов сейсмического прогноза, при которых, кроме сейсмологических исследований, проводились геодезические, гидрогеохимические, электромагнитные и другие исследования, работы по сейсмическому просвечиванию и другие.

Еще в 1972-1974 годах велся пробный еженедельный прогноз землетрясений Камчатки.

В 1985-1993 гг. Совет Института вулканологии по прогнозу землетрясений и извержений вулканов еженедельно (и чаще в случае необходимости) по данным комплекса методов составляет шесть видов прогнозов для Камчатки: долгосрочный, среднесрочный и краткосрочный сейсмические прогнозы, прогнозы начала и развития извержений вулканов.

Среди большого числа научно-прикладных сейсмологических работ выделяются две.

В 1975 году было начато строительство атомной электростанции на окраине Петропавловска-Камчатского, главного города Камчатки. В 1975-1976 годах сотрудники Института вулканологии показали, что площадка для строительства была выбрана крайне неудачно, так как сила землетрясений на ней могла превышать 10 баллов. После этого недопустимо опасное строительство было остановлено.

В 1985-1986 годах по предложению Института вулканологии была принята большая государственная программа заблаговременного сейсмического усиления домов и строений г. Петропавловска-Камчатского. К 2000 году было проведено усиление значительной части тех домов и строений, которые определенно нуждались в этом.

Из-за краткости изложения ряд направлений сейсмологических работ Института вулканологии в 1971-1993 гг. был только упомянут, в том числе разработка и совершенствование аппаратуры, морские сейсмологические наблюдения, исследования по механизму, спектральным особенностям и физике очагов землетрясений и другие.

4. Сейсмологические исследования Института вулканологии ДВО РАН в 1994-1999 годах

С начала 90-х годов в стране, Академии наук СССР и Институте вулканологии произошли большие перемены. В 1991 году из Института вулканологии ДВО АН СССР выделился Институт вулканической геологии и геохимии (ИВГиГ) ДВО РАН, в который перешли группы сейсмологов, изучавших физику очага землетрясений, сейсмичность Ключевской группы вулканов и др. В конце 1991 года Академия наук СССР стала Российской академией наук (РАН). В 1993 году небольшая Камчатская геофизическая станция ИФЗАН, на которой продолжались совместные работы по изучению закономерностей сейсмичности и долгосрочному сейсмическому прогнозу, была передана в Институт вулканологии. В мае 1994 года Опытно-методическая сейсмологическая партия Института вулканологии ДВО РАН была переведена в Геофизическую службу (ГС) РАН. ( Такое решение, к сожалению, было принято без надлежащих согласований. Оно привело к обособлению сейсмологических наблюдений от других геофизических наблюдений и исследований, проводящихся на Дальнем Востоке в институтах ДВО РАН, и вызвало большие возражения.). С 1994 года основные сейсмологические работы РАН на Камчатке проводятся уже не в Институте вулканологии ДВО РАН, хотя их объем и тематика в Институте вулканологии остаются значительными.

В 1994-1999 годах продолжалось изучение закономерностей сейсмического процесса в области Курило-Камчатской, Японской и других островных дуг, исследования по долгосрочному сейсмическому прогнозу для Курило-Камчатской дуги, разработка методов среднесрочного и краткосрочного сейсмического прогнозов, изучение механизма вулканической деятельности и извержений по сейсмологическим данным, и др.

В 1994-1999 годах и далее Общий совет Института вулканологии и Камчатской опытно-методической сейсмологической партии по прогнозу землетрясений и извержений вулканов продолжал еженедельно давать оценку обстановки и шесть видов называвшихся выше прогнозов землетрясений и извержений вулканов на основе комплекса сейсмологических, геодезических, гидрогеохимических, вулканологических данных, имеющихся способов прогноза и накопленного опыта.

Отметим несколько наиболее значительных сейсмологических работ, выполненных в Институте вулканологии в 1994-1999 годах.

Был дан верный долгосрочный сейсмический прогноз Шикотанского землетрясения 4.X.1994 г., М=8,2, которое произошло на Южных Курильских островах. Были даны также правильные оценки вероятности возникновения его сильных афтершоков (Федотов, Шумилина и др., 1994, и др.).

1-2 января 1996 года в Карымском вулканическом центре на Камчатке начались уникальные вулканические и сейсмические явления. Произошел рой землетрясений, необычайно сильный для вулканов. Магнитуды достигали М=6,9. После него началось вершинное извержение Карымского вулкана, затем в тот же день пробудилась близкая к нему кальдера вулкана Академии Наук, в которой не было извержений в течение многих тысячелетий. Кальдера заполнена Карымским озером, поперечник которого 4 км, а глубина 60 м. Базальтовая магма поднялась по новой трещине ко дну озера, после чего в нем в течение суток произошло около 100 мощных подводных фреатомагматических взрывов, и образовался подводный кратер диаметром 600 м. На основе сейсмологических данных был сделан правильный прогноз начала извержения и выяснен механизм связанных с ним магматических, вулканических и сейсмических процессов (Федотов, 1997, и др.).

5 декабря 1997 года в сейсмофокальной зоне Камчатки в районе Кроноцкого полуострова произошло последнее большое землетрясение Камчатки, М=7,8. Были даны верные прогнозы этого землетрясения по методу долгосрочного сейсмического прогноза, основанному на свойствах “сейсмических брешей” и сейсмического цикла, по алгоритму М8 и по повторным геодезическим наблюдениям (Федотов, Чернышев и др., 1998).

Проводились совместные экспедиционные исследования с японскими коллегами на Карымском вулкане и с американскими коллегами по всей области поддвига литосферной плиты под Камчатку.

Среди сотрудников Института вулканологии ДВО РАН, получивших важные результаты по сейсмологии в 1994-1999 годах, были С.А. Федотов, С.Д. Чернышев, Ю.Д. Матвиенко и др.

Выше были описаны сейсмологические исследования, проводившиеся Институтом вулканологии ДВО РАН и его предшественниками в 1897-1946, 1947-1960, 1961-1993 и 1994-1999 годах. Они достигли своего наибольшего размаха в 1961-1993 годах, когда был выполнен главный объем сейсмологических работ, проводившихся на Камчатке в XX веке. Число значительных публикаций и отчетов измеряется многими сотнями, и изложение их результатов в данном очерке было очень сжатым и неполным. Необходимо подчеркнуть, что сейсмологические работы были в Институте вулканологии ДВО РАН частью взаимосвязанных исследований по вулканологии, геофизике, геодинамике, геотермии и другим направлениям наук о Земле.

Сейчас, в конце уходящего XX века, представляются ясными самые главные и общие задачи сейсмологических исследований в Институте вулканологии ДВО РАН и в других учреждениях на Камчатке, которые предстоит выполнять в начале следующего века.

1. Продолжение и развитие наблюдений за сейсмической и вулканической деятельностью.

2. Изучение природы, механизма и закономерностей сейсмических, вулканических и геодинамических процессов.

3. Продолжение работ и развитие методов по прогнозу сильных землетрясений и извержений вулканов. Особая важность этой задачи определяется сейсмической обстановкой. Сравнение расхода и накопления сейсмической энергии в сейсмогенной зоне Камчатки показывает, что к концу XX века здесь должна была накопиться сейсмическая энергия, которой достаточно для возникновения нескольких землетрясений с магнитудой М около 8.

В уходящем веке очень большое содействие и помощь сейсмологическим исследованиям и работам Института вулканологии ДВО РАН оказывали АН СССР - РАН и местные власти. Среди тех лиц, чья помощь была наиболее важной, были первый директор Института вулканологии член-корреспондент АН СССР Б.И. Пийп и директор Института физики Земли АН СССР академик М.А. Садовский.

На протяжении XX века в совместных сейсмологических исследованиях Института вулканологии в течение их последовательных периодов с успехом участвовали сотни научных сотрудников и научно-технических работников. Среди тех, чьи заслуги являются наибольшими, были член-корреспондент АН СССР Г.С. Горшков и П.И.Токарев, а также И.П. Кузин, А.М. Багдасарова, Л.С. Шумилина, И.Г. Симбирева, А.А. Гусев, В.М. Зобин, Т.С. Лепская, В.И. Горельчик, В.Д. Феофилактов, Е.И. Гордеев, В.А. Гаврилов и многие другие. Хочется принести им самую глубокую благодарность за их многолетний плодотворный труд и пожелать тем из них, кто будет продолжать исследования, и приходящему на смену поколению великих достижений в новом XXI веке.

К очерку прилагаются краткие сведения о двух ведущих сейсмологах Института вулканологии ДВО РАН - П.И. Токареве и академике РАН С.А. Федотове (Приложения 1 и 2).

Литература

Атлас землетрясений в СССР. Результаты наблюдений сети сейсмических станций СССР в 1911-1957 гг. М.: Наука, 1962. 336 с.

Большое трещинное Толбачинское извержение, Камчатка, 1975-1976 / Отв. ред. Федотов С.А. М.: Наука, 1984. 637 с.

Влодавец В.И., Набоко С.И., Федотов С.А. К 50-летию советской вулканологии // Вулканология и сейсмология. 1985. № 4. С. 3-15.

Вулканология и сейсмология. 1987, №6. 1988, №1.

Горшков Г.С. О глубине магматического очага Ключевского вулкана // Докл. АН СССР. 1956. Т. 106. № 4. С. 103-106.

Горшков Г.С., Богоявленская Г.Е. Вулкан Безымянный и особенности его последнего извержения 1955-1963 гг. М.: Наука, 1966. 172 с.

Гусев А.А. Модель очага землетрясения со множеством неоднородностей // Вулканология и сейсмология. 1988. № 1. С. 41-55.

Гусев А.А., Кондорская Н.В., Федотов С.А. О расхождении кинематических параметров землетрясений севера Курило-Камчатской зоны по данным местной и мировой сетей станций // Сейсмичность и сейсмический прогноз, свойства верхней мантии и их связь с вулканизмом на Камчатке / Отв. ред. Федотов С.А.. Новосибирск: Наука , 1974. С. 63-65.

Гусев А.А., Кондратенко А.М., Потапова О.В., Федотов С.А., Шумилина Л.С. Камчатка и Командорские острова // Сейсмическое районирование территории СССР. Гл. 31. М.: Наука, 1980. С. 269-283.

Заварицкий А.Н. Вулканическая зона Курильских островов // Вестник АН СССР. 1946. № 1. С. 47-60.

Землетрясения в СССР. Ежегодники за 1964-1993 гг. М.: Наука.

Зобин В.М. Механизм очага землетрясений и сейсмотектоническое деформирование Курило-Камчатского региона // Вулканология и сейсмология. 1987. № 6. С. 78-92.

Кондратенко А.М., Потапова О.В., Федотов С.А., Шумилина Л.С. Камчатка // Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР с древнейших времен до 1975 г. Гл. X. М.: Наука, 1977. С. 426-447.

Крашенинников С.П. Описание Земли Камчатки. Изд. 4-е с приложением рапортов, донесений, других неопубликованных материалов. М.-Л.: Изд. АН СССР, 1949. 251 с.

Памяти Георгия Степановича Горшкова (1921-1975) // Бюллетень вулканолог. станций. № 53. 1977. С. 115-118.

Памяти П.И. Токарева (1923-1993) // Вулканология и сейсмология. 1993. № 6. С. 108-112.

Положение по строительству в сейсмических районах (ПСП-101-51). М.-Л.: Госстройиздат, 1951. 88 с.

Правила антисейсмического строительства. М.: Госстройиздат, 1937. 28 с.

Сейсмичность и сейсмический прогноз, свойства верхней мантии и их связь с вулканизмом на Камчатке / Отв. ред. Федотов С.А.. Новосибирск: Наука, 1974. 220 с.

Сильные камчатские землетрясения 1971 года / Отв. ред. Федотов С.А. Владивосток: Изд. Ин-та вулканологии ДВНЦ АН СССР, 1975. 159 с.

Токарев П.И. О глубинной фокальной поверхности и связи землетрясений с рельефом поверхности в Курило-Камчатской зоне // Бюлл. Вулканолог. станций. 1958. № 27. С. 66-81.

Токарев П.И. Извержения и сейсмический режим вулканов Ключевской группы (1949-1963 гг.). М: Наука, 1966. 118 с.

Токарев П.И. Гигантское извержение вулкана Шивелуч 12 ноября 1964 г. и его предвестники // Изв. АН СССР. Сер. физика Земли. 1967. № 9. С. 11-22.

Токарев П.И. Вулканические землетрясения Камчатки. М.: Наука, 1981. 164 с.

Токарев П.И. Прогноз побочного извержения вулкана Ключевского в марте 1983 г. // Вулканология и сейсмология. 1983. № 5. С. 3-8.

Токарев П.И. Извержения и сейсмический режим Карымского вулкана в 1965-1986 гг. // Вулканология и сейсмология. 1989. № 2. С. 3-13.

Токарев П.И., Гордеев Е.И., Фарберов А.И. Вулканическое дрожание // Большое трещинное Толбачинское извержение, Камчатка, 1975-1976 / Отв. ред. Федотов С.А. Гл. XIII. М.: Наука, 1984. С. 448-471.

Токарев П.И., Федотов С.А., Степанов В.В. Прогноз начала и развития извержения // Большое трещинное Толбачинское извержение, Камчатка, 1975-1976 / Отв. ред. Федотов С.А. Гл. XI. М.: Наука, 1984. С. 373-388.

Фарберов А.И. Магматические очаги вулканов Восточной Камчатки по сейсмологическим данным. Новосибирск: Наука, 1974. 87 с.

Федотов С.А. Закономерности распределения сильных землетрясений Камчатки, Курильских островов и Северо-Восточной Японии // Тр. Ин-та физики Земли АН СССР. М.: Наука, 1965. № 36 (203). С. 66-93.

Федотов С.А. О сейсмическом цикле, возможности количественного сейсмического районирования и долгосрочном сейсмическом прогнозе // Сейсмическое районирование СССР. Гл. 8. М.: Наука, 1968. С. 121-150.

Федотов С.А. Энергетическая классификация курило-камчатских землетрясений и проблема магнитуд. М.: Наука, 1972. 116 с.

Федотов С.А. Большие трещинные извержения, их теория, механизм Толбачинского извержения // Большое трещинное Толбачинское извержение, Камчатка, 1975-1976 / Отв. ред. Федотов С.А. Гл. XVI. М.: Наука, 1984. С. 537-575.

Федотов С.А. К 25-летию детальных сейсмологических исследований на Камчатке и Командорских островах, XI.1961- Х.1986: история, развитие и задачи // Вулканология и сейсмология. 1987. № 6. С. 3-10.

Федотов С.А. О механизме вулканической деятельности на Камчатке, Курило-Камчатской дуге и в сходных структурах // Действующие вулканы Камчатки. М.: Наука, 1991. Том 1. С. 18-35.

Федотов С.А. Об извержениях в кальдере Академии Наук и Карымского вулкана на Камчатке в 1996 г., их изучении и механизме // Вулканология и сейсмология. 1997. № 5. С. 3-37.

Федотов С.А. 20-летие журнала “Вулканология и сейсмология” (1979-1998) // Вулканология и сейсмология. 1999. № 3. С. 4-6.

Федотов С.А., Багдасарова А.М. Сейсмичность Камчатки и Командорских островов в 1897-1961 гг. по данным инструментальных наблюдений // Сейсмичность и сейсмический прогноз, свойства верхней мантии и их связь с вулканизмом на Камчатке / Отв. ред. Федотов С.А. Новосибирск: Наука, 1974. С. 7-34.

Федотов С.А., Багдасарова А.М., Бобков М.Ф., Кузин И.П. Землетрясения Камчатки и Командорских островов по данным детальных сейсмологических наблюдений за период ноябрь 1961-1963 гг. // Землетрясения в СССР в 1963 году. М: Наука, 1966. С. 167-194.

Федотов С.А., Багдасарова А.М., Кузин И.П., Тараканов Р.З. Землетрясения и глубинное строение юга Курильской островной дуги. М.: Наука, 1968. 212 с.

Федотов С.А., Горельчик В.И., Зобин В.М. и др. Сейсмологические данные о механизме и развитии извержения // Большое трещинное Толбачинское извержение, Камчатка, 1975-1976 / Отв. ред. Федотов С.А. Гл. XII. М.: Наука, 1984. С. 389-447.

Федотов С.А., Гусев А.А., Чернышева Г.В., Шумилина Л.С. Сейсмофокальная зона Камчатки (геометрия, размещение очагов в ней, связь с вулканизмом) // Вулканология и сейсмология. 1985. № 4. С. 91-107.

Федотов С.А., Кузин И.П., Бобков М.Ф. Детальные сейсмологические исследования на Камчатке в 1961-1962 гг. // Изв. АН СССР. Сер. геофиз. 1964. № 9. С. 1360-1375.

Федотов С.А., Потапова О.В., Чернышева Г.В., Шумилина Л.С. Последовательность опасных афтершоков (М ³ 6) при сильнейших землетрясениях (М>7,7) Курило-Камчатской дуги и сходных структур // Вулканология и сейсмология. 1998. № 1. С. 54-61.

Федотов С.А., Токарев П.И., Годзиковская А.А., Зобин В.М. Детальные данные о сейсмичности Камчатки и Командорских островов (1965-1968 гг.) // Сейсмичность и сейсмический прогноз, свойства верхней мантии и их связь с вулканизмом / Отв. ред. Федотов С.А. Новосибирск: Наука, 1974. С. 35-46.

Федотов С.А., Токарев П.И., Кондратенко А.М., Феофилактов В.Д. Сейсмичность Камчатки и области сочленения Курило-Камчатской и Алеутской островной дуг 1969-1972 гг. // Вулканизм островных дуг / Отв. ред. Федотов С.А. и Токарев П.И. М.: Наука, 1977. С. 7-13.

Федотов С.А., Фарберов А.И. Об экранировании поперечных сейсмических волн в магматическом очаге в верхней мантии в районе Авачинской группы вулканов // Вулканизм и глубинное строение Земли. Труды Второго всесоюзного вулканологического совещания. Т. III. М.: Наука, 1966. С. 43-48.

Федотов С.А., Феофилактов В.Д., Гордеев Е.И., Гаврилов В.А., Чебров В.Н. Развитие сейсмометрических наблюдений на Камчатке // Вулканология и сейсмология. 1987. № 6. С. 11-28.

Федотов С.А., Чернышев С.Д. 20 лет долгосрочного сейсмического прогноза для Курило-Камчатской дуги: достоверность в 1981-1985 гг., в целом за 1965-1985 гг. и прогноз на 1986-1990 гг. // Вулканология и сейсмология. 1987. № 6. С. 93-109.

Федотов С.А., Чернышев С.Д., Матвиенко Ю.Д., Жаринов Н.А. Прогноз Кроноцкого землетрясения 5 декабря 1997 г., М=7,8-7,9, Камчатка, и его сильных афтершоков с М ³ 6 // Вулканология и сейсмология. 1998. № 6. С. 3-16.

Федотов С.А., Чернышева Г.В., Шумилина Л.С. Оценка сейсмической опасности землетрясений с M ³ 6, сопровождающих сильнейшие (М~8) тихоокеанские землетрясения // Вулканология и сейсмология. 1993. № 6. С. 3-12.

Федотов С.А., Шумилина Л.С. Развитие сейсмологических наблюдений на Камчатке // Проблемы современной сейсмологии. Голицынские чтения 1981. М.: Наука, 1985. С. 71-86.

Федотов С.А., Шумилина Л.С., Чернышева Г.В. Сейсмичность Камчатки и Командорских островов по данным детальных исследований // Вулканология и сейсмология. 1987. №6. С. 29-60.

Федотов С.А., Шумилина Л.С., Чернышева Г.В., Потапова О.В. Долгосрочный сейсмический прогноз и развитие очага Шикотанского землетрясения 4 октября 1994 г. // Федеральная система сейсмологических наблюдений и прогноза землетрясений. Информационно-аналитический бюллетень. Экстренный выпуск. М.: ФССНПЗ, 1994. С. 57-67.

Шарапов В.Н., Симбирева И.Г., Бондаренко П.В. Структура и геодинамика сейсмофокальной зоны Курило-Камчагского региона. Новосибирск: Наука, 1984. 199 с.

Сергей Александрович Федотов, академик РАН, д.ф.-м.н., профессор геофизики, директор Института вулканологии ДВО РАН, председатель Камчатского научного центра ДВО РАН, президент МАВХНЗ (IAVCEI) в 1979-1983 годах, главный редактор журнала “Вулканология и сейсмология”. Родился 19 марта 1931 года в Ленинграде, русский.

В 1948 году поступил на Геологический факультет Московского государственного университета и в 1953 году окончил его по специальности “геофизические методы разведки”.

Осенью 1953 года был принят в аспирантуру Института физики Земли АН СССР (ИФЗАН) и окончил ее в 1956 году по специальности “сейсмическая разведка”.

1957 год — стал сотрудником лаборатории инженерной сейсмологии ИФЗАН, начал сейсмологические исследования на Курильских островах.

1958 год — после защиты диссертации на тему "О кинематических и динамических особенностях волн, преломленных на криволинейных границах" была присуждена ученая степень кандидата физико-математических наук.

1959-1970 годы — начальник Тихоокеанской сейсмической экспедиции ИФЗАН, работавшей на Южных Курильских островах и Камчатке.

1969-1995 годы — заведующий лабораторией сейсмичности Тихоокеанского пояса ИФЗАН.

21 января 1970 года — после защиты диссертации на тему “О свойствах мантии и сейсмическом прогнозе в области Курило-Камчатской дуги” была присуждена ученая степень доктора физико-математических наук.

24 ноября 1970 года избран членом-корреспондентом АН СССР по Отделению геологии, геофизики и геохимии по специальности “геофизика”.

1971 год — назначен на должность директора Института вулканологии ДВНЦ АН СССР (ныне ДВО РАН).

1979 год — избран президентом МАВХНЗ (IAVCEI).

1980 год — присвоено звание профессора по специальности “геофизика”.

1991 год — председатель Камчатского научного центра ДВО РАН.

11 июня 1992 года избран действительным членом (академиком) Российской академии наук по Отделению геологии, геофизики, геохимии и горных наук по специальности “геология, геофизика”. (С.А. Федотов стал вторым академиком за всю историю Российской академии наук, избранным за исследования на Камчатке. Первым был С.П. Крашенинников, избранный в 1750 году.)

С.А. Федотов является председателем и членом ряда ученых советов и комиссий.

Научная работа, исследования и научно-организационная работа С.А. Федотова в 1953-1999 годах велись, главным образом, в области наук о Земле — геофизики, сейсмологии и вулканологии.

1. Исследования по геофизическим методам разведки, 1953-1961 годы.

Эти исследования велись в аспирантуре Института физики Земли АН СССР (ИФЗАН) и после ее окончания. Выявлены существенные особенности сейсмических волн, преломленных на криволинейных границах и отраженных от них. Эти особенности необходимо знать и учитывать при анализе волновой картины и интерпретации данных сейсмической разведки в сложных геологических условиях.

2. Исследования по сейсмологии и связанному с ней кругу проблем, с 1957 года до настоящего времени.

Летом 1957 года возглавил сейсмический отряд Тихоокеанской комплексной геолого-геофизической экспедиции ИФЗАН, проводившей работы на Дальнем Востоке по программе Международного геофизического года, и начал детальные сейсмологические исследования на Южных Курильских островах. В 1959 году отряд был превращен в многолетнюю Тихоокеанскую сейсмическую экспедицию ИФЗАН. В последующие годы было создано и развито направление научных работ — детальные сейсмологические исследования в Курило-Камчатской области. С 1957 года до настоящего времени получены многочисленные результаты по широкому кругу научных и научно-прикладных задач сейсмологии в зоне перехода от Азиатского континента к Тихому океану и выявлен ряд общих закономерностей сейсмического процесса.

Созданы сети сейсмических станций и проведены детальные сейсмологические наблюдения на Южных Курильских островах (1958-1964 годы) и Камчатке (1961-1993 годы). Созданы методики наблюдений и обработки данных, в том числе система энергетической классификации курило-камчатских землетрясений. По данным наблюдений составлен тридцатилетний каталог землетрясений Камчатки и Командорских островов, содержащий более 40 тысяч событий и являющийся одним из наиболее полных в мире.

Получены точные данные о размещении очагов землетрясений, изучены связи сейсмичности со строением, тектоникой, геодинамикой и вулканизмом в области Курило-Камчатской дуги и ее сочленения с Алеутской дугой.

Исследованы распределение скоростей сейсмических волн и их поглощение в верхней мантии под Курило-Камчатской дугой. Обнаружены аномально низкие скорости под вулканическим поясом.

Изучены закономерности развития сейсмичности в очагах сильнейших землетрясений. В 1958-1964 годах проведены детальные сейсмологические наблюдения в области очага Итурупского землетрясения 6(7) ноября 1958 года с магнитудой М=8,2. Они были начаты очень удачным образом за 10 месяцев до этого землетрясения, в период его подготовки, и продолжались 6 лет после него во время мощного роя афтершоков.

Выявлен ряд основных общих закономерностей сейсмического процесса. Найдены закономерности размещения очагов сильнейших землетрясений в сейсмогенных зонах, выделены наиболее вероятные места следующих таких землетрясений — “сейсмические бреши” (seismic gaps). Построен сейсмический цикл — закономерное изменение сейсмичности в одном месте между сильнейшими землетрясениями в нем. Концепции сейсмических брешей и сейсмического цикла получили мировое признание. На основе этих закономерностей создана методика долгосрочного сейсмического прогноза, которая успешно применяется, развиваясь, с 1965 года. Все шесть курило-камчатских землетрясений 1965-1999 годов с М>7,7 заполняли “сейсмические бреши”. Оценивается вероятность возникновения сильных землетрясений в различных “сейсмических брешах” и выделяются те из них, которые наиболее опасны в ближайшие годы.

Велись ответственные работы по проблемам, связанным с сейсмической опасностью. Выполнено сейсмическое районирование Камчатки, при котором в 1968 году г. Петропавловск-Камчатский и Восточное побережье Камчатки были переведены в 9-балльную сейсмическую зону. После этого здесь стали строить дома, которые должны обладать необходимой сейсмостойкостью. Предотвращено недопустимо рискованное сооружение атомной электростанции на окраине г. Петропавловска-Камчатского (1975-1976 годы). Сделаны предложения, на основе которых были приняты правительственные постановления о заблаговременной подготовке Камчатки к сильным землетрясениям (1985-1986 годы). Даются прогнозы сейсмической и вулканической опасности для Камчатки.

3. Исследования по вулканологии, с 1971 года до настоящего времени.

Систематические исследования в области вулканологии были начаты в 1971 году после перехода на основную работу в Институт вулканологии. Они были посвящены как общим, так и региональным проблемам вулканологии.

Исследовались связи между вулканизмом, глубинным строением и сейсмичностью. Показано, что главный источник вещества и энергии для вулканов Камчатки должен находиться под ними на глубинах 100-220 км в сейсмофокальном слое, что примерно 1% вещества погружающейся литосферной плиты достигает поверхности при извержениях вулканов Курило-Камчатской дуги.

С начала 70-х годов выполнены большие систематические исследования по одной из главных проблем вулканологии — механизму магматических и вулканических процессов. Использовались данные о составе и расходе магм, геофизические, сейсмологические и геодезические данные, тепловые расчеты и математическое моделирование. Последовательно изучены подъем магм в астеносфере и литосфере, течение магм по трещинам и цилиндрическим каналам, размеры, температура и эволюция магматических очагов вулканов. Показана зависимость типа вулканической деятельности от расхода и состава магм. Найденные соотношения позволяют рассчитывать магматические питающие системы вулканов, условия формирования магм, механизм, возможные размеры и ход извержений, оценивать потенциальные запасы подземного тепла.

Проведено комплексное изучение крупных и наиболее информативных извержений, их проявлений, продуктов, развития, механизма и связанных с ними явлений. Развит способ оценки выноса тепловой энергии и количества продуктов по высоте облаков извержений. Создана методика изучения извержений, включающая вулканологические, петрологические, сейсмологические, геодезические, геохимические и другие исследования. На первом месте стоят работы на Большом трещинном Толбачинском извержении, которое произошло на Камчатке в 1975-1976 годах. Оно было одним из крупнейших в нашем веке и отличалось редким разнообразием явлений: образовалась цепь новых конусов, базальтовый лавовый покров, просела вершинная кальдера. Результаты исследований относятся к лучшим в вулканологии. Тот же комплексный подход применялся при изучении извержения вулкана Алаид на Северных Курильских островах в 1981 году, нескольких извержений гигантского Ключевского вулкана и уникального одновременного извержения Карымского вулкана и пробудившейся кальдеры Академии Наук на Камчатке в 1996 году. Данные этих исследований углубляют знания о вулканизме и его связях с другими природными процессами.

Выпущена фундаментальная двухтомная монография о действующих вулканах Камчатки, которая содержит их описания и обобщает результаты их длительного изучения. Она относится к числу лучших книг такого рода в мире.

В 1956-1998 годах С.А Федотовым было опубликовано в общей сложности более 300 научных работ, 95 из которых вышли в зарубежных изданиях. Среди работ четыре монографии.

В 1978 году С.А. Федотов организовал издание академического журнала “Вулканология и сейсмология”, в 1979-1989 годах был его главным редактором и вновь исполняет эти обязанности с 1999 года. Был членом редколлегий международных журналов "Pacific Geology", "Journal of Geodynamics", "Journal of Earthquake Prediction Research" и других изданий.

Принимал большое участие в международной научной деятельности и содействовал международному научному сотрудничеству. Ниже приводится неполный список его должностей в международных научных организациях.

1971-1976 годы — член Международной рабочей группы № 1 Геодинамического проекта, МГГС.

1975-1979 годы — вице-президент Международной ассоциации вулканологии и химии недр Земли (МАВХНЗ).

1979-1983 годы — президент Международной ассоциации вулканологии и химии недр Земли (МАВХНЗ).

1983 -1987 годы — паст-президент МАВХНЗ.

1987-1992 годы — председатель Комиссии по геофизике вулканов МАВХНЗ.

Награжден орденами, медалями и почетными дипломами.

Основная должность — директор Института вулканологии ДВО РАН.

Адрес: 683006, г. Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9, Институт вулканологии; тел.: (41522)50603, факс.: (41522)54723. E-mail: [email protected] и [email protected] .

Павел Иванович Токарев, канд. физ.-мат. наук, заведующий лабораторией прогноза и механизма извержений Института вулканологии ДВО РАН, председатель Международной рабочей группы МАВХНЗ по изучению землетрясений и деформаций земной поверхности вулканических районов (1979-1989), ученый, широко известный в мире своими трудами по изучению связи вулканизма и сейсмичности, вулканических землетрясений, работами по прогнозу извержений вулканов.

П.И. Токарев родился 21 июня 1923 года в Ставропольском крае в крестьянской семье. В 1942-1946 годах служил в армии и участвовал в войне с Японией. Сравнительно поздно, в 1948 году окончил с золотой медалью школу. В 1948-1953 годах учился на физическом факультете Московского государственного университета. В 1953-1956 годах был очным аспирантом в ИФЗАН. В 1956 году стал младшим научным сотрудником Лаборатории вулканологии АН СССР и в 1957 году был направлен на ее Камчатскую вулканологическую станцию в пос. Ключи. Всю свою дальнейшую жизнь П.И. Токарев проработал в Лаборатории вулканологии АН СССР (1957-1961), затем в Институте вулканологии ДВО РАН (1962-1993).

В аспирантуре, а также в последующие годы П.И. Токарев исследовал взаимосвязь между положением поясов действующих вулканов и землетрясений Курило-Камчатской дуги. Им было показано, что во всех участках дуги её сейсмофокальный слой выходит на поверхность на одинаковом расстоянии от цепи вулканов, и что имеется корреляция между извержениями вулканов и землетрясениями с глубиной очага 100-200 км.

В 1947-1957 годах в районе Северной группы вулканов Камчатки, самой крупной в Курило-Камчатском вулканическом поясе, работала только одна сейсмическая станция “Ключи”. Благодаря усилиям П.И. Токарева к ней в 1958 году добавилась сейсмическая станция “Козыревск”, а в 1960 году — сейсмическая станция “Апахончич”. Появились возможности определения гипоцентров местных землетрясений и лучшего слежения за сейсмическим режимом вулканов Северной группы. Результаты, полученные в 1957-1963 годах, были изложены в интересной монографии об извержениях и сейсмическом режиме вулканов этой группы.

В конце 50-х годов П.И. Токарев начал разработку своего метода прогноза вершинных извержений андезитовых и дацитовых вулканов и побочных извержений базальтовых вулканов. В последующие годы им были сделаны правильные прогнозы извержений вулкана Безымянного в 1959 году, катастрофического извержения вулкана Шивелуч в 1964 году, времени и места Большого трещинного Толбачинского извержения в 1975 году, побочного порыва “Предсказанный” на Ключевском вулкане в 1983 году и др.

В 1963 году П.И. Токарев переехал из Ключей в Петропавловск-Камчатский, где он возглавил Лабораторию сети геофизических стационаров, организованную им службу слежения за сейсмическим режимом камчатских вулканов, а с 1971 года — Лабораторию прогноза и механизма извержений. В 1962-1971 годах он вместе с С.А. Федотовым, начальником Тихоокеанской сейсмической экспедиции ИФЗАН, руководил детальными сейсмологическими исследованиями на Камчатке.

В 1971 году Институт вулканологии по предложению П.И. Токарева построил Карымскую комплексную обсерваторию возле вулкана Карымского, наиболее активного в Восточном вулканическом поясе Камчатки. П.И. Токарев руководил сооружением обсерватории и проведением на ней в 70-х и 80-х годах различных исследований сейсмичности вулкана, его извержений и физики вулканического процесса.

В течение своей плодотворной 40-летней научной деятельности П.И. Токарев занимался рядом других сейсмологических задач на вулканах: им изучались типы вулканических землетрясений, типы сейсмических волн при вулканическом дрожании, предложена энергетическая классификация вулканических землетрясений, исследовались закономерности вулканических процессов, составлен каталог вулканических землетрясений Камчатки, и др.

П.И. Токарев опубликовал большое число работ в отечественных и иностранных изданиях, которые явились крупным вкладом в сейсмологию и вулканологию.

П.И. Токарев скончался 8 февраля 1993 года после тяжелой болезни.

П.И. Токареву не было суждено дожить до близкого начала одновременных уникальных извержений Карымского вулкана и пробудившейся кальдеры Академии Наук, которые начались 2 января 1996 года в Карымском вулканическом центре вблизи созданной им обсерватории. Извержениям предшествовал мощный рой землетрясений. При извержении произошло около 100 мощных фреатомагматических подводных взрывов в Карымском кальдерном озере, которые образовали новый кратер в этом озере. Этот кратер был назван именем П.И. Токарева.

П.И. Токарев был награжден орденами, медалями и почетными дипломами.

* Печатается русский текст очерка, опубликованного на английском языке: Fedotov S.A., Institute of Volcanology, Far East Branch, Russian Academy of Sciences // Russian National Centennial Report to the International Association of Seismology and Physics of the Earth’s Interior of the International Union of Geodesy and Geophysics. M.: UIPE RAS, 2000. P. 152-168. (Федотов С.А., Институт вулканологии Дальневосточного отделения Российской академии наук // Национальный отчет России к 100-летию Международной ассоциации сейсмологии и физики недр Земли Международного геодезического и геофизического союза. М.: ОИФЗ РАН, 2000. С. 152-168).

Международная ассоциация сейсмологии и физики недр Земли издавала к своему 100-летию и завершению XX века многотомное издание, которое включало в себя национальные отчеты стран, участвующих в её работе. С.А. Федотову было предложено написать о сейсмологических исследованиях Института вулканологии ДВО РАН в XX веке. Был написан данный очерк о развитии и результатах этих исследований на четырёх их этапах в прошедшем веке и названы главные задачи дальнейших сейсмологических исследований на Камчатке. Национальный отчет был издан в 2000 г. на английском языке. В настоящем сборнике печатается русский текст очерка. (Прим. автора).