Сколько спят вулканы Жом-Болока?

Иркутские и новосибирские ученые исследовали тефры (вулканический пепел) из озер долины реки Жом-Болок (Бурятия), чтобы узнать, когда происходили самые новейшие извержения в горах Саянского горного хребта. Результаты показали: последний этап «пробуждения», возможно, еще не закончен. Статья об этой работе опубликована в Journal of Asian Earth Sciences. 

«Жом-Болок — это крупнейшая область голоценовых извержений, происходивших в Азии за последние 12—13 тысяч лет. Эти извержения были очень мощными, они исторгли порядка шестнадцати кубокилометров базальтовой лавы, которые на 80 километров стекали вниз по долине и сформировали слой вулканических пород толщиной около 200 метров, — рассказывает ведущий научный сотрудник лаборатории геоинформационных технологий и дистанционного зондирования Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН доктор геолого-минералогических наук Сергей Константинович Кривоногов. — Извержения Жом-Болока интересны тем, что, возможно, они еще будут продолжаться. Поэтому многие ученые, особенно иркутские, очень пристально исследуют области вулканизма Саянского горного хребта».
Поскольку базальты долины Жом-Болок — это очень молодые образования, их не удалось датировать с помощью традиционных калий-аргонового или аргон-аргонового методов. Материала для радиоуглеродного датирования на вулканических полях было найдено мало, тем не менее иркутские исследователи смогли описать историю Жом-Болока. Так, выяснилось, что самые древние извержения, которые удалось установить, были здесь 13—14 тысяч лет назад, а самые поздние — не более 800 лет назад (что по геологическим меркам практически современность).
 

Старший научный сотрудник Института земной коры СО РАН (Иркутск) кандидат геолого-минералогических наук Александр Александрович Щетников и главный научный сотрудник Института геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН (Иркутск) доктор географических наук Елена Вячеславовна Безрукова попытались уточнить данные предшественников с помощью методов тефрохронологии. 
 
Тефра — это вулканический пепел: мельчайшие стекловидные кусочки вулканического вещества, которые поднимаются в воздух во время извержения. Они способны разноситься на очень большие расстояния. Если идентифицировать слои тефры (а ее частички можно увидеть под микроскопом, выделить и посчитать), то можно создать хронологическую шкалу извержений. Однако для этого нужно найти места, где бы эти слои накапливались и не размывались, то есть сохранялась их непрерывная последовательность. Такие последовательности могут быть обнаружены в озерах и болотах. 
Иркутские ученые исследовали несколько озер окрестностей Жом-Болока и выбрали озеро Каскадное-1, которое находится в непосредственной близости от зоны вулканов, но напрямую с вулканическими полями не связано. Продукты извержения в него не изливались, а тефра могла попасть только по воздуху. Другая важная особенность этого озера кроется в его названии. Оно является самым низкорасположенным, то есть самым древним из каскада моренных озер, образующихся по мере отступания ледника. Поэтому ученые предположили, что в нем можно найти наиболее длительную запись вулканических событий. 
 
«Наши иркутские коллеги, используя лошадей, на руках занесли туда лодки и буровое оборудование и специальным пробоотборником взяли керн озерных отложений. Потом в лаборатории этот керн вскрыли и начали изучать», — говорит Сергей Кривоногов. Коллектив ученых, возглавляемый Александром Щетниковым и Еленой Безруковой, исследовал каждый сантиметр осадков на наличие в них вулканического стекла. Оно присутствовало в 53 из 150 проб. Затем применили радиоуглеродный метод датирования. В озерных отложениях есть органика (остатки растений), поэтому на ускорительном масс-спектрометре удалось получить семь датировок, что в два раза увеличило общее количество датировок Жом-Болока. Затем ученые провели анализ всех новых и ранее опубликованных материалов, чтобы проверить, насколько они геологически непротиворечивы и достоверны.
 
«Оказалось, что осадки в озере формировались на протяжении последних 14 тысяч лет — от времени отступания ледника до современности (хотя озеро пробурили не до подстилающих пород, вряд ли тефры окажутся намного древнее, потому что 14 тысяч лет назад — это как раз то время, когда ледники Саян начали активно отступать). Возрастная модель вполне реалистична. Она позволяет нам распределить слои тефры по возрастной шкале. Много слоев вулканического пепла — фактически непрерывно в каждом сантиметре — было обнаружено в нижней части осадков, охватывающей период 14—11 тысяч лет назад. В это время происходили очень интенсивные извержения. Правда, мы подозреваем, что здесь сыграл свою роль и отступающий ледник, тающая вода от которого стекала в озеро, вместе с нею туда могла попасть и дополнительная тефра. Тем не менее эти данные совпадают с результатами предшествующих исследователей, показывающих: самые мощные извержения были именно в этот период», — рассказывает Сергей Кривоногов. 
Примерно с 11 до 6 тысяч лет назад извержения продолжались с определенной частотой (промежутки между ними длились с от 300 до 800 лет), а затем прекратились. С 6 000 до 1 600 лет назад в озерных отложениях слои тефры не были обнаружены, что указывает на продолжительный период вулканического сна или молчания. Этот этап предшествующим исследователям зафиксировать не удавалось. 
 
С 1 600 до 800 лет назад снова произошло несколько извержений, на которые указывают четыре слоя тефры. «Это современный, самый близкий к нам этап активности вулканического поля Жом-Болока. И мы не можем с определенностью сказать, что он уже завершился. Поскольку 800 лет — это вполне нормальный для Жом-Болока промежуток времени между извержениями»,— говорит Сергей Кривоногов.
 
По словам ученых, это исследование имеет большое значение для реконструкций новейшей вулканической истории и изменений климата Саянской горной области.
 
«В периоды вулканизма пепел и газы могли влиять на оптические свойства атмосферы и через нее — на региональный климат. Однако комплексное изучение отложений показало, что извержения Жом-Болока слабо воздействовали на осадконакопление в озере. Наоборот, “климатическая машина” могла быть взаимосвязана с вулканизмом через механизм гляциоизостазии (очень медленные вертикальные и горизонтальные движения земной поверхности на территориях оледенения в процессе таяния ледников. — Прим. ред.). Так, известно, что огромный вес древних ледников влиял на тектонику горных стран. Снятие гляциоизостатической нагрузки в позднеледниковье могло пробудить вулканы», — отмечает Александр Щетников.
 
«Наши исследования показали, что отложения озера Каскадное-1 являются прекрасным архивом, хранящим непрерывные летописи природных изменений гор Восточного Саяна. Ведущиеся сейчас палинологические (комплекс отраслей наук, в первую очередь ботаники, связанных с изучением пыльцевых зерен и спор. — Прим. ред.) исследования позволят нам получить новые сведения об изменениях растительности и климата», — считает Елена Безрукова.
 
Данное исследование осуществлено благодаря проекту РФФИ («Эволюция природной среды гор юга Восточной Сибири в позднем ледниковье и голоцене») № 19-05-00328 и проекту Министерства образования и науки РФ № 14.Y26.31.0018.

Источник: Наука в Сибири