"Погружения в вулканические озера Камчатки...это не только тестирование подводного снаряжения, а скорее испытание собственной степени готовности и удовлетворение любопытства, присущее каждому нормальному дайверу..."
Михаил Васильевич Ломоносов.
Вертолет надрывно ревел, забирая все выше и выше. Только что мы облетели конус вулкана Карымский и направились к вулкану Малый Семячик, в кратере которого находится вулканическое озеро. Я предвкушал реакцию наших гостей, членов московского клуба подводников "Золотая рыбка", на вид, который должен был открыться через пару минут. Кромка кратера приближалась. И вдруг на фоне серых и черных скал открылась полоска воды озера бирюзового цвета. И вырвался общий возглас восторга. Вот оно, озеро, о котором давно мечтали и ждали встречи с ним. Которое рассматривали на фотографиях. Но действительность превзошла все ожидания. В салоне трудяги Ми-8 все пришло в движение. Непрерывно щелкали затворы фотоаппаратов и работали видеокамеры. Народ метался между иллюминаторами обоих бортов стальной стрекозы и что-то возбужденно комментировал. А я сидел у своего иллюминатора в начале салона и мысленно здоровался и с вулканом, и с озером, и с маленьким железным домиком в кратере, который в начале девяностых установил на Малом Семячике. А еще я вспоминал о том, что в моей жизни предшествовало нынешнему полету, и какое значение вулканические озера в ней занимают. Да простит меня терпеливый читатель, но иногда трудно отделить друг от друга, где я, а где дело, которым занимаюсь.Поэтому, рассказывая о вулканических озерах, мне придется вспоминать кое-что и из своей биографии.
Немного истории:
Кафедра океанологии Московского Государственного Университета им. М. В. Ломоносова всегда отличалась тем, что преподавали здесь люди не только высочайшей научной квалификации, но и побывавшие в многочисленных морских экспедициях. Поэтому мы, в то время студенты третьего курса, достаточно спокойно восприняли известие о том, что морскую геологию нам будет читать Константин Константинович Зеленов, по информации секретаря кафедры, много повидавший в своей жизни человек. Поэтому, когда на первую лекцию по этому предмету вошел пожилой, седовласый, коренастый, прихрамывающий мужчина (он был тяжело ранен на фронте), мы уже себе представили, как он начнет повторять пройденный ранее курс геологии и будет нас "грузить" страшными словами типа "базальты", "граниты" или "андезиты". Однако мы не ожидали, что на первой же теме "Откуда произошла вода Мирового океана", он стал рассказывать о том, как в далекие геологические эпохи на нашей планете шли гигантские вулканические извержения и как освобождавшиеся из недр газы, взаимодействуя с изверженными породами, породили колыбель Жизни на Земле. Так мы познакомились с основоположником отечественной подводной вулканологии. Эти лекции были настолько необычными и интересными, что все мы слушали их с огромным вниманием. Константин Константинович демонстрировал нам большое количество слайдов, снятых им в экспедициях на Камчатку, по Курилам и в Индонезии.
Как-то он показывал серию слайдов с острова Кунашир. И вдруг на экране появилось удивительной красоты озеро, расположенное в кальдере Головнина. И нам было рассказано, что есть на свете любопытные природные образования, которые называются вулканическими озерами. Эти озера не похожи в своем многообразии ни на какие другие. И если лететь над вулканическими постройками на самолете, то кажется, что это не просто вода в кратерах, а глаза вулканических гигантов смотрят на тебя. Рассказ К. К. Зеленова о вулканизме настолько поразили мое воображение, что когда представилась возможность поехать на практику на Камчатку в Институт вулканологии, а затем и распределиться в этот замечательный Институт, у меня не было колебаний. И вот, уже двадцать лет я работаю на Камчатке и изучаю подводные вулканы и вулканические озера.
Что такое вулканическое озеро?
Иногда приходится слышать вопрос: "А, собственно, зачем изучать вулканические озера? И вообще, чем они отличаются от не вулканических?" Для того, чтобы дальше было понятно, чем же вулканологи занимаются на таких озерах, предлагаю запастись терпением и прочитать несколько последующих абзацев.
Термин "вулканическое озеро" появился в вулканологической литературе не так давно. На протяжении последних 15 - 20 лет большая группа исследователей довольно широко его использует, вкладывая в термин следующий смысл: Вулканическое озеро - это водоем, занимающий часть отрицательного вулканического рельефа (кратер вулкана, маар, воронка взрыва, кальдера, часть долины, перегороженной лавовым потоком), в котором в той или иной степени имеют место поступления эндогенной (из земных недр) энергии и вещества. Доля этого поступления может быть сведена в настоящий момент к минимуму (например, холодные озера в маарах), однако в таких озерах происходит взаимодействие вод с изверженными породами, что, несомненно, влияет на их состав. Кроме этого, всегда сохраняется вероятность возобновления замерших было вулканических процессов.
Вулканические озера являются неотъемлемой частью вулканических процессов и ландшафта. Главной отличительной чертой таких озер является наличие в балансе энергии и вещества водоемов источника из глубин Земли (зачастую очень мощного), который существенным образом может влиять на гидродинамические и гидрохимические процессы в озере. Вулканическое озеро является как бы окном, через которое можно "заглянуть" в недра и оценить физико-химические их параметры.
Вулканические озера зачастую обладают разнообразной флорой и фауной, которая активно участвует в биогеохимическом цикле вещества. Благодаря этому образуются разнообразные донные отложения, имеющие различные источники формирования. Часто в вулканических озерах находят прослои пепла, привнесенного с других вулканов. В донных отложениях озер происходит накопление многих химических элементов, а высокоминерализованные воды нередко представляют собой жидкую руду. Эти обстоятельства определяют значительный интерес к геотехнологическим разработкам в этой области.
Наличие в кратере вулкана больших объемов воды создает опасность во время извержений, которые сопровождаются выбросом огромного количества камней и грязи, а также образованию мощных лахаров (горячие селевые потоки с вулканической постройки). Все это крайне опасно для населения, живущего вблизи таких вулканов.
Первая любовь.
Многие подводники помнят, что Всемирная конфедерация подводной деятельности (КМАС) была организована в январе 1959 г. Так вот, за несколько месяцев до этого, в августе 1958 г., у нас в стране произошло событие, которое можно назвать эпохальным. Впервые в мире (насколько я это знаю) человек в подводном оборудовании успешно работал на дне вулканического озера. Все это происходило на о. Кунашир в кальдере Головнина. Человеком этим был К.К. Зеленов, который провел подводные исследования в озере Горячем в кислородном аппарате ИПА-3! Да, много чего у нас было впервые в мире. Затем К. К. Зеленов проводил там же в 1961 г. подводные исследования, в которых принимал участие известный отечественный подводник, позднее составитель сборника "Спортсмен-подводник" - В.А. Суетин. Им же были организованы и последующие экспедиции на озера в кальдере Головнина (1966, 1968, 1969) с участием аквалангистов. После чего использование подводного снаряжения при исследовании вулканических озер перестало быть чем-то запредельным. Кстати, свой первый опыт подводных работ на вулканических озерах я приобрел там же.
Так вот, конечно же, обо всех своих приключениях Константин Константинович нам рассказывал на своих лекциях. В 1983 году мне удалось организовать свои первые исследования на вулканических озерах в кальдере Головнина. Ехал я на Кунашир уже достаточно ознакомившись с материалами по озеру и получив предварительные консультации у Константина Константиновича.
...Перед нами лежала гигантская чаша с достаточно пологими, заросшими лесом внутренними склонами. Большую часть кальдеры занимало плоское дно, на котором выделялось ярко-синее озеро Горячее. В центре возвышались стоящие рядом каменные купола. Похожие на них купола составляли элементы постройки кальдеры. У подножия центральных куполов блестело небольшое озерцо Кипящее, из которого вытекала небольшая речушка (Серная протока), которая через 250 - 300 метров впадала в большое озеро. А из озера Горячее в Охотское море вытекала р. Озерная. Участки кальдеры, заросшие лесом, имели темно-зеленый и зеленый цвета. Большая же часть поверхности кальдеры была покрыта светло-зеленой растительностью, которая, как мы поняли позже, в основном состояла из низкорослого Курильского бамбука.
...Каждое утро мы уходили "в море" на своем катамаране, собранного из двух надувных лодок ЛАС-5. Лодочный мотор так и не захотел работать, и нам пришлось приспосабливать весла. Благо озеро было не очень большим - длина 2,8 км, а ширина 1,2 км. Все в нем было необычным. Например, вода. Она была кисловатой на вкус. Эта вода имела рН около 2,8. По берегам озера расположено пять термальных площадок, с которых в озерную воду стекают ручейки горячей воды. На озерном мелководье видны цепочки пузырьков, поднимающихся со дна. Газовая разгрузка прослеживается до глубины 1-1,5 метра. Рельеф дна озера Горячее довольно сложен. Выделяются две обособленные глубоководные котловины (вероятно, воронки взрывов) - Западная (67 м) и Восточная (68 м). В западной части озера, примыкающей к истокам р. Озерной, расположено мелководье с глубинами до 12 м. В южной, примыкающей к Серной протоке, части озера расположен мощный подводный конус выноса, вдающийся языком в глубоководную часть на 200 м.
Кстати, погружения в озере Горячем проходили благодаря тому, что в начале 1983 года был заключен договор о содружестве между Институтом вулканологии и камчатским морским клубом "Витус Беринг". Все снаряжение я взял в клубе под личную ответственность и потом долго выслушивал "критику" боцмана за то, что все блестящие детали подводного снаряжения покрылись сульфидной пленкой (в воде придонного слоя довольно много сероводорода) и потеряли свой товарный вид. Зато с тех пор у меня появилась возможность погружаться под воду в вулканических озерах именно с этими двумя аквалангами.
Интересно вертикальное строение донных осадков в озере Горячем. Когда мы первый раз вытянули грунтовую трубку и разрезали колонку ила, оказалось, что наряду с привычным уже зеленым илом в разрезе присутствуют и белые плотные прослои толщиной от 2,5 до 0,5 см. Как позже выяснилось, это был вулканический пепел, принесенный с Хоккайдо. По этим пеплам позже мы смогли установить год, когда они были перенесены ветром на Кунашир, а затем посчитать скорость накопления осадков в Горячем озере. Кроме пепловых прослоев, в разрезе донных отложений были и другие, которые позже позволили нам довольно детально восстановить геологическую историю кальдеры.
О Горячем озере можно рассказывать очень много. Тем более, что в экспедициях в кальдере Головнина я был три раза. Ну, может быть, подробнее об этом - как-нибудь потом.
"Пошли нам, Господи,
кошмарное извержение!"
У каждой профессии есть свои особенности, которые проявляются, например, в тостах, произносимых во время застолий. У вулканологов популярный тост звучит так: "Пошли нам, Господи, кошмарное извержение!" Оно и понятно: нет извержений - нет работы. Но, в отличие от пожарников, у нас существенно меньше способов вызвать к себе интерес. Так вот, время от времени Высшие Силы прислушиваются к мольбам вулканологов, и на Земле, в частности на Камчатке, случаются извержения. В начале января 1996 года на территории Камчатки наблюдалось одновременное извержение из двух вулканических жерл, удаленных друг от друга на шесть километров. Одно из них было приурочено к вершине вулкана Карымский, другое - к северной части Карымского озера, расположенного в кальдере Академии Наук. Около полуночи 2 января 1996 года началось извержение вулкана Карымский, а через 14-15 часов произошло подводное извержение в северной части озера Карымского, расположенного в кальдере Академии Наук.
Подводное извержение в Карымском озере началось 2 января 1996 года между 14 час. 00 мин. и 15 час. 40 мин., в промежутке между двумя облетами вертолетов. Тогда же было установлено отсутствие на озере к полудню 2 января 1996 ледяного покрова, хотя неделей раньше он наблюдался.
Аэровизуальные наблюдения сотрудниками Института вулканологии проводились с 15.40 до 16.20 местного времени с расстояния 5-7 км. Газо-пепловый шлейф вулкана Карымский поднимался на высоту свыше трех километров и распространялся в юго-восточном направлении в сторону Тихого океана. По пути перемещения из шлейфа выпадал вулканический пепел, покрыв площадь в сотни квадратных километров. Одновременно в северной части кальдеры Академии Наук из-под воды Карымского озера с частотой раз в 5-6 минут вырывались паро-газовые струи, нагруженные темным материалом (предположительно пеплом и озерными осадками). В процессе развития вулканического выброса над поверхностью воды образовывалось куполообразное облако диаметром 200-300 метров. В течение нескольких секунд это облако меняло свою форму. Во все стороны от центра подводного извержения начинала распространяться ударная волна в виде тороподобного облака темно-серого цвета с высотой верхней кромки около 100 метров.
Одновременно из центра подводного извержения вверх до высоты 7-8 километров, вытягивалось белое парогазовое облако. Каждая серия подводных взрывов сопровождалась образованием волн на поверхности озера. Высота некоторых из них оценивалась до нескольких метров. Энергия единичного взрыва достигала 1014 Дж.
В результате подводного извержения по р.Карымской, вытекающей из озера, прошел паводок. Значительная часть кальдеры Карымского вулкана, примыкающая к долине, была залита грязевым потоком. Деревянные постройки на берегах реки были разрушены.
3 января эксплозивная деятельность в северной части озера прекратилась. По моим оценкам, она продолжалась 12-14 часов. Вся поверхность озера парила. Клубы пара поднимались на высоту 800-1000 м. В просветах облаков были видны участки поверхности озера цвета бирюзы. В северной части кальдеры за счет выброшенного при извержении материала образовался пляж, изменивший береговую линию. Из нескольких воронок на поверхности этого пляжа поднимались клубы фумарольных газов
Уровень озера изменился на несколько метров. Исток реки Карымской был перекрыт дамбой, сформировавшейся за счет изверженного материала. Территория в несколько десятков квадратных километров, примыкающая к озеру, была покрыта материалом грязевого дождя, образовавшегося из озерной воды и продуктов извержения. На расстоянии в несколько сот метров от центра подводного извержения на снегу наблюдалось множество воронок различного диаметра от падавших вулканических бомб и обломков пород.
Весь берег вокруг озера, местами до отметки 15-20 метров, был лишен снега. Волны образовавшихся цунами смыли его. Во многих местах на берегу можно было наблюдать оползни и участки, лишенные дерна. Кое-где на обширных пляжах образовались завалы из стволов, погибших кустарников.
Внутренний склон кальдеры Академии Наук, примыкающий к зоне извержения, пострадал больше всего. Были размыты десятки тысяч кубических метров грунта. Интенсивное воздействие материалов подводного извержения изувечило кустарник на площади в несколько квадратных километров. Ветки кедрового и ольхового стлаников были либо погребены под толщей грязи, либо переломаны. На большой площади кустарник лишился коры. Подводное извержение стало катастрофой для живущих в озере организмов.
Огромные нагрузки ударных волн, резкое изменение химического состава и температуры воды привели к полной гибели стада озерной нерки, которое насчитывало около 350 тысяч особей. В устье реки Озерная из-за большого количества взвеси в воде погибло еще больше рыбы - до 1,5 миллионов штук. Она была выброшена на берег океана на протяжении нескольких километров по обе стороны от устья.
Тот, кто эти ужасы дочитал до сего места, уже понял, что случилась природная катастрофа. Конечно, не все живое погибло в районе извержения, но рыбок жалко. Тем более, по вкусовым качествам озерная нерка - рыба отменная. Правда, есть и положительные моменты в подводном извержении. На том месте, где еще недавно бушевала страсть стихии, образовался кратер, заполненный водой и соединенный с озером достаточно широкой, но мелководной протокой. И глубины подходящие, около 60 м. А прозрачность воды просто прекрасная. Одним словом, ныряй, да и только.
И это было здорово. Войти в кратер, заполненный водой, где до тебя никто никогда не погружался. Это особое чувство, как будто заглядываешь за горизонт. Необычные вещи начинаются буквально с самого мелководья. Горячая вода сочится из пляжа на большом отрезке береговой зоны затопленного кратера. Температура этой воды до 70°С. Тонкая прослойка горячей воды растекается по поверхности озерных вод. Дотронешься до поверхности воды в этом месте - горячо. А опустишь ладонь глубже, как-то неуютно становится руке от холодной воды. Глядя на эту зону смешения через стекло маски, можно наблюдать причудливые микро-вихри и микро-потоки. И уже на глубине нескольких сантиметров начинаются причудливые проявления жизни. Здесь и нитчатые водоросли, и колонии серобактерий, и альго-бактериальные маты. Последние покрывают все дно в диапазоне глубин от 50 см до 3 м. И выглядят они фантастически. Так, наверное, писатели фантасты представляют себе архитектуру далеких планет. Здесь и купола, и башни и конуса. Правда, сооружения эти очень нежные. Достаточно неосторожного движения ластами, как ажурные постройки на глазах превращаются в ошметки. Под ними обнажается дно черного цвета через которое очень медленно разгружается горячая вода. Именно она как бы "надувает" и поддерживает разнообразные формы альго-бактериальных матов. От места к месту вдруг из вершинок башенок, словно серебряные горошины, вырываются струйки газовых пузырьков. Периодически плюмы горячей воды также вырываются из ямок между куполов и конусов.
Глубже 3 м растительность меняется. На дне, уходящем довольно круто в глубину, появляются небольшие (3-5 см) кустики похожих на мох растений. Они не покрывают дно сплошным ковром, как альго-бактериальные маты, а находятся друг от друга на расстоянии 10-15 см.
Начиная с 7 - 10 м, на склоне кратера появляются борозды глубиной в несколько см, которые постепенно переходят в довольно выраженные (до 1 - 1,5 м) рытвины, направленные по направлению в глубину. Глубже 15 м растительность исчезает, и поверхность дна становится покрыта бурым илом. Так продолжается до глубины 55 м, когда склон кратера постепенно начинает переходить в дно, через которое в нескольких местах разгружается горячая вода. В местах разгрузки дно покрыто черным илом. Прозрачность воды заметно падает. И каждый взмах ластами оставляет за ныряльщиком клубы взмученного осадка.
С внешней стороны вулканической постройки, которая направлена в сторону Карымского озера, нами на глубинах 7 - 12 метров обнаружено подводное термальное поле. Его размеры по предварительным оценкам составляют 40 на 120 метров. В пределах этого поля на дне расположено большое количество воронок диаметром до одного метра и глубиной 20 - 30 см. К этим воронкам приурочены выходы горячей воды и разгрузка газов. В спокойную погоду газовые выходы маркируют поле на поверхности озера, вытянувшись вдоль разломной зоны, проходящей через озеро Карымское. Эта разломная зона определяет гидротермальную активность в кальдере Академии Наук.
С внешней стороны подводной вулканической постройки на ее склоне, обращенном в озеро, находится огромное поле с хаотично набросанными вулканическими бомбами. Размеры этих бомб достигают в диаметре двух метров. Некоторые из них были выброшены на расстояние до 700 м от центра подводного извержения.
Безусловным украшением подводного мира озера Карымского является подводный источник, который мы назвали "Джакузи". Это сифон на глубине 1,5 м, из которого с огромной силой вырываются струи газа и горячей воды. Удалось измерить температуру внутри этого источника. Она составила 101,5 градуса, что свидетельствует о том, что здесь разгружается перегретая паро-водяная смесь.
Конечно же, в Карымском озере есть еще множество интереснейших уголков. Но размеры статьи не позволяют подробно на них останавливаться. Как не позволяют они рассказать о наших подводных экспедициях в кальдеры Узон и Ксудач. Так что наиболее любознательные могут сами приехать на Камчатку и все это увидеть своими глазами. Обещаю показать все подробно!
Сергей Фазлуллин,
Кандидат географических наук,
член-корр. РАЕН
Инструктор **CMAS
Фото: Александр Аристархов
