Вулканическая деятельность и окружающая среда

Рассмотрены временные ряды вариаций количества извержений вулканов в разных регионах мира: весь Тихоокеанский регион, прибрежные части Южной и Северной Америки, Камчатка, Япония и Индонезия. На рис. 1.12а и 1.126 приведены эти ряды и СВАН-диаграммы.

Кривые различаются по характеру тренда, но преимущественно тренд положительный. В ряде случаев это может быть объяснено ростом количества информации с течением времени. Но, возможно, это связано с тенденцией усиления вулканической деятельности, тем более что наблюдаются также определенные и уверенные тенденции однознакового изменения некоторых процессов, в частности увеличения уровня воды в морях и океанах.

На диаграммах наблюдаются как общие, так и индивидуальные черты динамики вулканических процессов в разных частях региона. Отметим также, что разные части региона Тихого океана обладают разной упорядоченностью протекания вулканических процессов. Для прибрежной части Южной Америки не наблюдается длительных и интенсивных ритмов, картина мозаична. Для Индонезии можно говорить практически об упорядоченном процессе.

Кроме того, для каждой из областей в отдельности наблюдается большее количество ритмических составляющих, чем для совокупности нескольких областей. Это можно объяснить тем, что каждый из объектов обладает своими специфическими геодинамическими режимами, а при рассмотрении совокупности регионов эти эффекты смешались. Указанный эффект проявляется, например, при геодезических повторных измерениях на больших и малых базах, при режимных сейсмических просвечиваниях больших и малых объемов среды.

Приведенные результаты позволяют сделать вывод, что отдельно взятые объемы литосферы характеризуются собственными режимами вариаций состояния среды. Различия в режимах изменчивости приводят к компенсации эффектов применительно к совокупности объемов. Поэтому для результатов наблюдений за большими объемами характерны меньшие амплитуды вариаций среды и большая беспорядочность процесса, чем в случае наблюдений за малыми объемами. Но это бывает не всегда. Так, при воздействиях, носящих глобальный характер, в разных частях земного шара могут происходить синхронные (или близкие к синхронным) изменения.

Другие современные геодинамические процессы

Среди них отметим медленные процессы: медленные движения земной коры, в частности, вдоль разломов, изменения наклонов и деформаций земной поверхности, вертикальные движения, вариации глубинных флюидных систем в горных породах, вариации геомагнитного поля.

Рис. 1.12. Временные ряды (а) и СВАН-диаграммы (б) количества извержений вулканов разных частей Тихоокеанского региона с шагом 3 года с 1800 г. по 1970 г. Расположение диаграмм на рис. 12, соответствует их расположению на рис. 12а

Эти процессы особенно интенсивны в «дефектных» объемах земной коры - в зонах разломов, в трещиноватых и заполненных флюидами объемах, наконец, в зонах повышенной сейсмичности и контрастного рельефа. Эти зоны оказались привлекательными для человека с точки зрения хозяйствования: к зонам разломов и «дефектным» породам бывают приурочены месторождения полезных ископаемых, в горных районах в них обычно строят крупные ГЭС, через зоны разломов проходят трубопроводы.

Поэтому представляется необходимым учитывать это, развивать, разрабатывать и применять методы мониторинга как в процессе строительства и эксплуатации объектов, так и до строительства, в процессе проектирования. Проводятся работы, связанные с наблюдениями за такими объектами, в том числе мониторингового характера; результаты опубликованы в сотнях монографий и статей. Важность этих работ трудно переоценить.

Одним из таких объектов было и остается супергигантское Тенгизское нефтяное месторождение. Оно расположено в юго-восточной части Прикаспийской низменности на северо-западе Казахстана, где Туранская плита контактирует с древней Восточно-Европейской платформой. В зоне контакта имеются глубокие разломные зоны. Ситуация осложняется наличием аномально высокого пластового давления - до 800 атм. Глубина залежей составляет около 4000 м. Возможная возбужденная сейсмичность определяется как глубинными, так и приповерхностными факторами.

Это - один из объектов развития возможных катастрофических сейсмодеформационных процессов в связи с освоением месторождения. Основная опасность может быть связана с тем, что в результате отбора углеводородов будет изменяться пластовое давление. Это может вызвать перераспределение напряжений в залежи и во вмещающей среде, течение соли, возникновение наведенных человеческой деятельностью землетрясений, слом колонн, заражение местности.

Разработка месторождения началась с апреля 1992 г. На его территории проводился и проводится комплексный геодинамический мониторинг, который начался еще до освоения месторождения. Систематический мониторинг состояния среды должен позволить оценить уже на ранней стадии возможный риск возникновения опасных событий и принять необходимые превентивные меры. Возможно, при помощи такого мониторинга удастся избежать возможной катастрофы (В.А. Сидоров, устное сообщение, 2005).