О. А. Гирина , А. Г. Маневич , Д. В. Мельников , А. А. Нуждаев , А. В. Кашницкий , И. А. Уваров , И. М. Романова , А. А. Сорокин , С. И. Мальковский , С. П. Королев , Л. С. Крамарева 4 1 Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН Петропавловск-Камчатский, 683006, Россия E-mail: girina@kscnet.ru 2 Институт космических исследований РАН, Москва, 117997, Россия 3 Вычислительный центр ДВО РАН, Хабаровск, 680000, Россия 4 Дальневосточный центр НИЦ «Планета», Хабаровск, 680000, Россия

February 18, 2021, a flank eruption started on the north-western slope of the Klyuchevskoy Volcano (Kamchatka, Russia). Cinder cone was formed at the altitude of 2 850 m above sea level, from which a lava flow was spreading north-west. Having moved 1.2 km downslope, the lava flow entered the Ehrmann Glacier, which resulted in the formation of huge mud-stone flows. The latter made their way further north-east along the Kruten’kaya River bed and reached the length of about 30 km. The eruption brought onto the surface high-aluminous basaltic andesites typical of the Klyuchevskoy Volcano. By March 21, the flank eruption ended. It has been named after G.S. Gorshkov, associate member of USSR Academy of Science, famous Russian volcanologist.

Klyuchevskoy volcano activity between November 2019 and June 2020

It is shown that the rate of explosive eruptions on Shiveluch Volcano has become increasingly high during recent years, which makes the monitoring of the volcano using all available means highly urgent. We seek to introduce another technique into the multidisciplinary monitoring of explosive eruptions by analyzing responses in the vertical component of the atmospheric electric field ( E Z AEF) during the passage of eruptive plumes. We considered two Shiveluch eruptions that were different in vigor that occurred on December 16, 2016 and on June 14, 2017.The signals in the E Z AEF were selected using multidisciplinary observations, viz., satellite-based observations, seismic, and infrared observations. Signals of negative polarity were recorded in the E Z AEF dynamics in the near zone (<50 km) for both eruptions at once as ash began to fall. In the first of these cases, the ash–air plume was “dry”; thus, the aero-electrical structure was of the “negatively charged plume” type. The intense explosion that occurred in the second of these cases sent a great amount of ash and volcanic gases into the atmosphere, with 98% being steam; the result was a dipole aero-electrical structure due to eolian differentiation in the near zone. In the far zone (>100 km), the explosion produced a signal of positive polarity coming from an aero-electrical structure of the “positively charged plume” type from the aerosol column.

В монографии приведены различные данные о вулканах Камчатки, описаны возможности их изучения на основе комплексного использования методов и технологий дистанционного зондирования, наземных наблюдений и численного моделирования. Значительное внимание уделено вопросам построения и применения информационных систем, обеспечивающих сегодня оперативный мониторинг и исследования вулканической активности, которые в последние годы совместно разрабатываются и развиваются специалистами Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН (Петропавловск-Камчатский), Института космических исследований РАН (Москва), Вычислительного центра ДВО РАН (Хабаровск) и Дальневосточного филиала НИЦ Планета (Хабаровск). Приведены результаты комплексных исследований эксплозивных извержений вулканов, а также потенциальная опасность действующих вулканов Камчатки для населения и авиации, полученные учеными ИВиС ДВО РАН, в том числе, с помощью представленных в монографии новых методов, технологий и систем.

Активный андезитовый вулкан Жупановский состоит из четырех слившихся конусов стратовулканов. Исторические эксплозивные извержения в 1940, 1957, 2014–2016 гг. происходили из конуса Приемыш. Недавние извержения Жупановского были изучены с использованием спутниковых данных, полученных из информационной системы “Мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил” (VolSatView), а также некоторых видео- и визуальных наблюдений вулкана. Первое извержение Жупановского началось 22 октября и продолжалось до 24 октября 2013 г. Центрами мощного выноса газовых шлейфов, содержащих некоторое количество пепла, были фумаролы, расположенные на западном склоне Приемыша. Новое извержение вулкана началось 6 июня 2014 г. и продолжалось до 20 ноября 2016 г. Эксплозивная активность Жупановского в 2014–2016 гг. была неравномерной, на спутниковых снимках пепловые шлейфы были отмечены примерно 112 дней в течение 17 месяцев. Наиболее активно вулкан работал с июня до октября и в ноябре 2014 г., с января до апреля 2015 г. и в январе–феврале 2016 г., в это время на спутниковых снимках в районе конуса Приемыш почти постоянно отмечалась яркая термальная аномалия. Кульминацией извержения вулкана Жупановский в 2014–2016 гг. были эксплозивные события и обрушения частей конуса Приемыш 12 и 14 июля и 30 ноября 2015 г. и 12 февраля и 20 ноября 2016 г.

The active andesitic Zhupanovsky Volcano consists of four coalesced stratovolcano cones. The historical explosive eruptions of 1940, 1957, and 2014‒2016 discharged material from the Priemysh Cone. The recent Zhupanovsky eruptions were studied using satellite data supplied by the Monitoring of Active Volcanoes in Kamchatka and on the Kuril Islands information system (VolSatView), as well as based on video and visual observations of the volcano. The first eruption started on October 22 and lasted until October 24, 2013. Fumaroles situated on the Priemysh western slope were the centers that discharged gas plumes charged with some amount of ash. The next eruption started on June 6, 2014 and lasted until November 20, 2016. The explosive activity of Zhupanovsky was not uniform in 2014–2016, with the ash plumes being detected on satellite images for an approximate total duration of 112 days spread over 17 months. The most vigorous activity was observed between June and October, and in November 2014, with a bright thermal anomaly being nearly constantly seen on satellite images around Priemysh between January and April 2015 and in January–February 2016. The 2014–2016 eruption culminated in explosive events and collapse of parts of the Priemysh Cone on July 12 and 14, November 30, 2015, and on February 12 and November 20, 2016.

Kamchatka and the Kuril Islands are home to 36 active volcanoes with yearly explosive eruptions that eject ash to heights of 8 to 15 km above sea level, posing hazards to jet planes. In order to reduce the risk of planes colliding with ash clouds in the north Pacific, the KVERT team affiliated with the Institute of Volcanology and Seismology of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences (IV&S FEB RAS) has conducted daily satellite-based monitoring of Kamchatka volcanoes since 2002. Specialists at the IV&S FEB RAS, Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences (SRI RAS), the Computing Center of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences (CC FEB RAS), and the Far East Planeta Center of Space Hydrometeorology Research (FEPC SHR) have developed, introduced into practice, and were continuing to refine the VolSatView information system for Monitoring of Volcanic Activity in Kamchatka and on the Kuril Islands during the 2011–2015 period. This system enables integrated processing of various satellite data, as well as of weather and land-based information for continuous monitoring and investigation of volcanic activity in the Kuril–Kamchatka region. No other information system worldwide offers the abilities that the Vol-SatView has for studies of volcanoes. This paper shows the main abilities of the application of VolSatView for routine monitoring and retrospective analysis of volcanic activity in Kamchatka and on the Kuril Islands.

Рис. 4. Положение облака, содержащего диоксид серы, связанного с извержением Толбачика (по спутниковым дан ным AIRS за 29.11.2013г., 02:53 UTC).Концентрация приведена в единицах Добсона (DU) (единица Добсона равна 0.01 мм толщины сжатого слоя озона при 0°C или 2.69 ⋅ 10 20 молекул озона на 1 м 2 ).Штриховая линия -границы спут никового снимка.

The technology of the foam fracturing execution is considered. A comparison of mean values of operating parameters of wells with iterative ordinary and foam fracturings is carried out. The effectiveness of the foam fracturing execution is marked.