Специалисты Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН впервые измерили диффузионный поток углекислого газа в районе Нижне-Щапинских термальных источников в Центральной Камчатке. Он составил 7±1,3 т в сутки с площади порядка 2 га по обоим берегам реки Левая Щапина.

Диффузионный поток CO₂ — это постоянное просачивание углекислого газа из недр сквозь почву в атмосферу. В районах с активной гидротермальной и вулканической деятельностью такой процесс идет непрерывно, вне зависимости от сезона. Через подобные потоки Земля участвует в глобальном углеродном цикле — механизме, который на протяжении миллиардов лет регулирует состав атмосферы. Однако в большинстве гидротермальных районов Камчатки количественных измерений до сих пор не проводилось. Ранее коллектив выполнил подобные исследования в знаменитой Долине смерти, в кальдере Узон и на термальных полях вулканического массива Большой Семячик. Нижне-Щапинские источники — следующий объект, где такие данные наконец получены.

Исследование выполнено в рамках Межведомственной программы научных исследований Камчатского полуострова и прилегающих акваторий, которую реализуют 11 научных и образовательных организаций под координацией Камчатского государственного университета имени Витуса Беринга.

«Полученное значение — это базовая точка отсчета. Само по себе оно не говорит, норма это или отклонение: для таких выводов нужен ряд измерений во времени. Но именно с этого и начинается мониторинг: теперь мы знаем, от чего отталкиваться, и сможем фиксировать любые изменения. Учитывая тот факт, что углекислый газ, выделяющийся в зоне разгрузки термальных вод, имеет магматическое происхождение и источники находятся у подножия активного вулкана Кизимен, заметный рост или спад потока газа может быть сигналом изменений не только в гидротермальной системе, но и в состоянии вулкана. Подготовка к сильному извержению часто сопровождается усилением дегазации магмы и, следовательно, увеличением потока CO₂ по ослабленным зонам»,— говорит Елена Калачева, доктор геолого-минералогических наук, заместитель директора по научной работе Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН.

В ходе той же экспедиции ученые сопоставили нынешний облик источников с описаниями 1908 года, оставленными участником экспедиции Русского географического общества. Выяснилось, что за столетие ландшафт здесь изменился до неузнаваемости. Посреди реки Левая Щапина сегодня стоит остров. На деле это остаток термальной площадки, которая прежде возвышалась над рекой на несколько метров и была частью правого берега. Река постепенно подмывала берег, в какой-то момент прорвалась в прибрежное термальное озеро и отрезала площадку с двух сторон. То, что осталось, со временем обросло речными наносами, и нынешний остров заметно больше того фрагмента, который река отрезала первоначально. Анализ спутниковых снимков и исторических текстов подтвердил: никакого нового объекта не возникло. Просто река за сто лет полностью перекроила все вокруг.

Попутно выяснилось, что гидротермальные системы влияют не только на химию воды в реках, но и активно меняют физический облик территории: размывают берега, перекраивают русла, формируют новые острова из собственных же отложений. Это делает долгосрочный мониторинг таких объектов особенно важным. Изменения здесь идут постоянно и порой оказываются значительнее, чем можно ожидать.

«Камчатка — один из самых активных вулканических регионов мира, и здесь особенно важно понимать, что происходит под землей. Изменение газового потока вблизи термальных источников может быть ранним признаком перемен в активности гидротермальной системы. Такие данные помогают вовремя заметить сдвиги, которые иначе остались бы незамеченными»,— говорит Ольга Ребковец, исполняющая обязанности ректора Камчатского государственного университета имени Витуса Беринга.

Татьяна Мейлахс