Заглянувшие в пекло. Камчатские вулканы «рассказали» ученым о предвестниках извержений

«Труд» нашел 5 редких специальностей и узнал, где на них учат и сколько платят после получения диплома

Вулканологи, океанологи, астрономы и проектировщики самолетов и ракет - профессии мечты многих детей. «Труд» разобрался, где можно выучиться на таких специалистов и где потом работать.
«В детстве я мечтал быть космонавтом, но к школе узнал, что можно космосом увлекаться и с Земли, то есть быть астрономом. Только вот стать им, конечно, у меня никак не получится: где учиться и кем я потом буду работать?» - сетует об упущенной детской мечте студент экономического факультета Виталий.
Многие нынешние студенты рядовых специальностей рассказывают, что раньше мечтали бы стать профессионалами в чем-то романтическом и достойном уважения. Такими профессиями им представляются исследователи, разведчики и авиастроители.

Океанолог

Специалисты «по воде», которая занимает около 70% поверхности всей Земли, изучают взаимодействие океана и атмосферы. Кроме воздуха океан взаимодействует со всеми материками, а также производит обмен энергией и различными веществами между своими же частями.
В основном океанология в современном обществе воспринимается как хобби. Только в Москве есть три кафедры, которые готовят подобных специалистов: кафедра океанологии географического факультета МГУ, кафедра физики моря и вод суши физического факультета МГУ и кафедра термогидромеханики океана МФТИ.
Основа учебы состоит в том, чтобы научиться определять роль океана в изменениях климата, что в свете нынешней экологической ситуации может оказаться популярным видом деятельности. Рабочие перспективы - как отечественные, так и зарубежные организации по изучению океана. В основном выпускникам светит научная работа. Но при желании можно заняться и организационной - руководством лабораторией или частным институтом.

Астроном

Казалось бы, древняя и распространенная профессия, на сегодняшний день в плане образования не такая уж и популярная. Даже в главном университете страны - МГУ - на одном потоке астрономического факультета учится всего около 20 человек.
В целом же стать ближе к звездам можно с помощью физических и механико-математических факультетов ведущих университетов. В числе вступительных экзаменов, конечно же, физика.
Для тех, кто хочет пойти в дальнейшем работать по профессии, выход один: вуз, обязательно аспирантура, защита кандидатской, более глубокая научная работа. Таким образом, лучше всего уже далеко не юному астроному дойти до написания докторской, поскольку зарплаты подобных специалистов напрямую зависят от их ученых степеней. Примерный размер прибавки за защищенную кандидатскую - около 3 тысяч рублей.
Не удивительно, что практически все перспективные специалисты, получив прекрасное астрономическое образование в России, стараются уехать работать за границу. В Европе и США русские исследователи звезд пользуются хорошим и заслуженным спросом.
«Если мы говорим о том, нужна ли такая профессия России, то ответ, скорее всего, отрицательный. Хотя, действительно, многие интересуются этой сферой знания - она очень занимательна. Мой совет - учиться на родине и стараться уезжать в перспективные институты за рубеж», - рассказывает школьный учитель физики Ксения Анапова.

Египтолог

Специалист по изучению одной из самых древних цивилизаций - не менее привлекательная для любознательной молодежи специальность.
Получить подобное образование, а также возможность обучиться специальности «история и культура Латинской Америки» есть у студентов и абитуриентов РГГУ.
«В учебно-научном центре египтологии им. Голенищева РГГУ на факультете истории искусства с 2000 года ведется обучение по специализации „Цивилизации Долины Нила“. Профессора и преподаватели центра участвуют в крупнейших международных конгрессах египтологов и востоковедных конференциях. В ходе обучения студенты проходят музейно-краеведческую практику в Египте (Гиза) и музейно-ознакомительную в одном из провинциальных музеев России или Украины», - комментирует деятельность факультета ректор университета Ефим Пивовар.

Кроме того, на основании двустороннего договора между РГГУ и Университетом Хелуана в Каире у студентов есть возможность ежегодно обучаться арабскому языку в Египте с получением сертификата. Конкурс на египтологов, по словам ректора, в 2010 году составлял пять человек на место.
«В РГГУ также успешно работает Мезоамериканский центр, который набирает студентов на специальность „история и культура Латинской Америки“, где студенты смогут специализироваться как по древней доколумбовой истории континента, включая изучение иероглифического письма майя, так и по проблемам стран современной Латинской Америки», - отмечает ректор.

Ракетостроитель

Детская мечта каждого второго мальчика - связать свою жизнь с космосом и авиацией. Если к 17 годам желание еще не испарилось, есть возможность пойти на авиа- и ракетостроение.
Бакалавром техники и технологии по данной специальности можно стать по окончании МГТУ им. Баумана. Подобные кафедры существуют во всех специализированных вузах.
Помимо конструкторских знаний подобное образование сильно тем, что будущие специалисты углубленно изучают разнообразные компьютерные технологии, что может пригодиться в любой области. Кроме того, в процессе обучения студентам даются основы организации производств, что может впоследствии помочь стать им управленцами. Перспективы в плане работы - как в России, так и за рубежом.
«Такие специалисты без работы не останутся: несмотря на вроде бы узкое образование, выпускники могут работать даже в автомобильных концернах. Думаю, что, если уж они научились конструировать ракеты или самолеты, машины им точно будут по зубам», - комментирует специалист по подбору технического персонала в крупной автомобильной компании Виталий.

Вулканолог

Вулканологи в России - это штучный товар. В вузах не готовят именно вулканологов: желающие изучать горы лавы поступают на факультеты петрологии (изучают, как образуется и изливается магма), геофизики или геохимии (им необходимо понимать и уметь интерпретировать происходящие в вулкане геофизические и геохимические процессы).
В Москве образование можно получить на геологическом факультете МГУ, который является одним из российских центров изучения вулканов.
Чаще такие специалисты учатся на геологических факультетах, но есть среди них физики и геофизики. Многие начинают интересоваться вулканами по примеру родителей или родственников: в НИИ работают целые династии.
Конечно, конкурс на кафедры для вулканологов крайне невысок. Несмотря на романтику и привлекательность профессии для вчерашних выпускников школ, многие из них вовремя понимают, что на науке много денег не заработать, и уходят на экономический или юридический факультеты.

Многие выпускники этой специальности остаются в столице и лишь иногда посещают объекты исследований - Камчатку, Кавказ, Урал или вулканы и горные массивы за рубежом.
Зарплата вулканологов не отличается от зарплаты любого научного сотрудника. Младший научный сотрудник может получать около 10 тысяч рублей. Одна надежда - на гранты, которые могут увеличить зарплату в пять раз. Профессор географического факультета МГУ Сергей Горшков отмечает, что гранты получают немало ученых-вулканологов. В том числе молодых, которые трудятся в институте всего 5–7 лет.

Цифры

Опрос: Пошли бы вы учиться на необычную специальность?

Алексей Иванцов, МИРЭА, факультет электроники:

Я бы не пошел на такие специальности, потому что к подобным профессиям нужно иметь особый интерес и любовь. Таким интересом может быть, например, продолжение карьеры родителей или бабушек и дедушек. Это уже семейное дело, целая династия. Ну или нужно всерьез заинтересоваться этим с самого детства. Иначе потом, если передумаешь, будет достаточно сложно сменить профессию с таким образованием. Ну и последний вариант: нужно родиться для этого. Но это уже фатализм какой-то.

Алена Балухтина, ВГНА МинФин РФ, финансово-экономический факультет:

Да, хотела бы. Ведь, несмотря на свою узкую направленность, такие профессии довольно востребованы. К тому же они требуют кропотливого изучения и хорошего погружения в работу, что всегда полезно для мозгов. Это здорово, потому что необычно, а в повседневности оригинальности мало. Вот я, например, изучаю финансы, а чем я на самом деле занимаюсь? Я не знаю. Хотелось бы делать что-то полезное. А такие профессии - хороший способ убежать от серости.

Алексей Салтыков, МГУКИ, факультет социально-культурной деятельности:

Хотел бы, конечно, пойти на астронома. Для изучения туманности Орла и слежения за распадом сверхзвезд, возникновением новых элементов, а также для изучения темной энергии и теории большого взрыва. Хочется знать, как устроена Вселенная, тем более я с детства увлекался звездами. Но думаю, этот выбор не одобрила бы моя семья, а через несколько лет и я сам. Работу найти очень сложно, а если и найдешь, на одном интересе с такими зарплатами не протянуть.

Вулканолог - специалист по вулканологии, занимающийся изучением вулканов. Вулканология - наука о причинах образования вулканов, их развитии, строении, составе продуктов извержений и закономерностях размещения на поверхности Земли. Профессия вулканолога овеяна духом романтики дальних экспедиций и стоит в одном ряду с такими интересными профессиями, как геолог, геофизик, океанолог. Профессия вулканолога требует особых знаний, физической выносливости и полной самоотдачи.

Вулканолог — специалист по вулканологии, занимающийся изучением вулканов. Вулканология - наука о причинах образования вулканов, их развитии, строении, составе продуктов извержений и закономерностях размещения на поверхности Земли. Профессия вулканолога овеяна духом романтики дальних экспедиций и стоит в одном ряду с такими интересными профессиями, как геолог, геофизик, океанолог. Профессия вулканолога требует особых знаний, физической выносливости и полной самоотдачи. Профессия подходит тем, кого интересует физика и география (см. выбор профессии по интересу к школьным предметам).

Особенности профессии

Современная вулканология призвана изучать вулканы не только с целью прогнозирования их извержений, но и использования энергии вулканического тепла для нужд народного хозяйства.

Наблюдение за действующими вулканами ведется круглосуточно сейсмическими станциями, которые фиксируют вулканические землетрясения — предвестники грядущих извержений. С научными и практическими целями изучаются структуры древних потухших вулканов. Эти исследования позволяют представить условия на нашей планете в период ее формирования миллиарды лет назад. Изучение следов движения расплавленной лавы из жерла вулкана в земную кору позволяет понять принцип образования месторождений полезных ископаемых — меди, железа, цинка.

Неоценима помощь вулканологов в момент извержения вулкана: следя за направлением пеплового шлейфа, изучая его химический состав, они выдают прогнозы метеослужбам и авиадиспетчерам, корректирующим траектории полета самолетов. Это обеспечивает безопасность полётов местных, российских и международных авиалиний.

Вулканологи также изучают гейзеры — фонтанирующие источники горячей воды, которые территориально расположены, как правило, вблизи вулканов.

Плюсы и минусы профессии

Плюсы:

Несмотря на редкость профессии, вулканологи постоянно востребованы и пользуются спросом: на земле зарегистрировано более 1000 действующих вулканов. Как отметил профессор-вулканолог МГУ П. Плечов: «Миллиард лет вулканической деятельности на земле гарантирован».

В этой отрасли хорошо развито международное сотрудничество. Вулканологи всего мира объединенными усилиями изучают вулканы, совершенствуют методику и технологии исследований. Происходит постоянное общение и обмен опытом вулканологов всех стран мира на Всемирных вулканологических совещаниях.

В последние десятилетия стали возможны работы по грантам даже среди молодых специалистов-вулканологов.

Как правило, вулканы называют именами вулканологов, исследовавших их — вулкан Иванова, вулкан Кошелева, вулкан Попкова, гейзер Аверьевский. Есть реальная возможность увековечить своё имя в названии очередного вулкана или гейзера!

Минусы:

Высокая степень риска: изучение действующих вулканов проходит в условиях повышенной опасности - в окружении раскаленной лавы, удушливых газов и горячей пыли, постоянно подвергаясь опасности извержения. Для защиты вулканологи используют спецодежду - теплоизолирующую одежду и обувь, покрытую слоем алюминия или другого металла, отражающего тепло. На голову надевают защитные каски. Для защиты от ядовитых газов предназначены противогазы и газовые маски.

Место работы

Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН в Петропавловске-Камчатском, Кафедры «Петрографии и вулканологии» в МГУ и СПбГУ.

Важные качества

физическая выносливость;
пространственное воображение;
аналитический ум;
наблюдательность;
внимание;
логическое мышление;
эмоционально-волевая устойчивость;
хороший слух и зрение.

Где учат

Вулканологи в России — это штучные специалисты. В Москве профессию вулканолога можно получить на геологическом факультете МГУ им. Ломоносова и Санкт-Петербургском ГУ, кафедре «Петрология и вулканология» — это главные центры изучения вулканов в России. А также на кафедре «Геоморфологии и палеогеографии» географического факультета и на отделении механики механико-математического факультета.

Школьникам, интересующимся вулканами, будут интересны занятия в геологической школе МГУ, где 2 раза в неделю проводятся бесплатные занятия, а также в открытом лектории геологического факультета МГУ.

В других городах специализацию вулканолога можно получить на геологоразведочных факультетах университетов или технических ВУЗов. Чаще всего вулканологами становятся геологи и геофизики.

Оплата труда

Зарплата вулканологов находится на уровне зарплаты научного сотрудника с доплатой районных коэффициентов и других надбавок за полевые работы в районе объектов исследований — на Камчатке, Кавказе, Урале или за границей. Младший научный сотрудник получает, как правило, порядка 15 тысяч рублей.

В последние десятилетия многие молодые ученые-вулканолги получают гранты, превышающие зарплату в несколько раз.

Ступеньки карьеры и перспективы

Карьера вулканолога строится по принципу научной карьеры: от лаборанта до младшего научного сотрудника, от научного сотрудника до профессора.

10 интересных фактов о вулканах и развитии науки — вулканологии

Первые научно зафиксированные наблюдения за извержением вулкана были выполнены 24 августа 79 г. римлянами Плинием Старшим и его племянником Плинием Младшим. Это было в день извержения Везувия, когда Плиний Старший - начальник римского флота и ученый, автор нескольких десятков книг «Естественная история» вывозил на судах жителей с побережья Неаполитанского залива. Плиний Старший задохнулся в облаке вулканических газов. Оставшийся в живых Плиний Младший описал извержение Везувия в своих письмах: извержения вулкана с мощной струей вулканического пепла, газов, пемз, шлаков и бомб высотой до 10 км и в настоящее время называют плинианскими. В результате извержения Везувия было уничтожено три древнеримских города: Помпеи - полностью засыпан вулканическим пеплом, Геркуланум - разрушен селевым потоком, Стабия - залита лавой. Последнее извержение Везувия произошло в 1944 году: поток лавы разрушил города Масса и Сан-Себастьяно, погибло 57 человек.
Первая вулканологическая обсерватория была открыта в Италии на вулкане Везувий в 1842 г. В начале XX века вулканологические обсерватории были созданы в США, Японии, Индонезии и других странах. Вулканологические обсерватории объединяются в национальные вулканологические службы.
В России вулканология начала развиваться с окраин страны — Камчатки. В 1935 г. открылась вулканологическая станция в поселке Ключи, преобразованная в 1962 году в Институт вулканологии АН СО АН СССР в Петропавловске-Камчатском. В настоящее время это Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН.
Для научных исследований Институт вулканологии имеет специальный корабль «Вулканолог». С помощью геологической, геофизической, гидроакустической, газогидрохимической и шумопеленгаторной лабораторий, вычислительного центра на борту корабля изучается подводный вулканизм, геологическое строение и минеральные ресурсы дна океана.
Действующие вулканы исследуют с борта самолета. Например, при изучении итальянского вулкана Этна для отбора проб газов использовались беспилотные мини-самолеты типа САМ, имеющие форму «летающих тарелок».
Среди вулканологов есть и женщины. Первая женщина-вулканолог, исследовавшая вулкан Ключевского в 1936 году, — Софья Ивановна Набоко.
На Камчатке зарегистрировано 300 вулканов, 8 из которых активны. В настоящее время самый активный вулкан Кизимен, извержение которого началось в конце 2010 года. 4 активных вулкана в Южно-Камчатском федеральном округе — Дикий Гребень, Ильинский, Камабльный, Кошелева — входят в список Всемирного природного наследия ЮНЕСКО.
По Книге рекордов Гиннесса самые высокие действующие вулканы расположены в Южной Америке на территории Эквадора — Котопахи и Сангай высотой соответственно 5896 м и 5410 м над уровнем моря. Самый высокий потухший вулкан — Охос-дель-Саладо в Андийских Кордильерах на границе Аргентины и Чили, высотой 6880 м над уровнем моря.
Самым грандиозным считается извержение индонезийского вулкана Кракатау в 1883 году. Эхо взрыва было слышно во всех уголках планеты. Жертвами извержения стали 36 тысяч человек.
Долина гейзеров на Камчатке была открыта женщиной-геологом Т.И. Устиновой в 1941 году. Камчатские гейзеры представляют собой уникальное зрелище, крупнейшие из которых - Великан, Жемчужный, Сахарный. Много гейзеров в Новой Зеландии, Исландии, Китае, Японии.

Николай Шапиро, доктор геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник Института физики Земли (Париж) и Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, профессор РАН
Евгений Гордеев, доктор физико-математических наук, директор Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, академик РАН
Данила Чебров, кандидат физико-математических наук, директор Камчатского филиала Единой геофизической службы РАН
«Коммерсантъ Наука» №5, июль 2017

Уникальные наблюдения глубинных низкочастотных землетрясений, полученные российскими учеными на Камчатке, позволяют проследить магматические процессы в нижних слоях земной коры. Компьютерная обработка сейсмических записей, предшествовавших крупному извержению вулкана Толбачик, проясняет закономерности вулканической активности и позволит достовернее предсказывать извержения.

Основная практическая цель вулканологии - разработка методов мониторинга вулканической активности, чтобы своевременно и достоверно предсказывать извержения. На Земле больше 1500 вулканов, которые хотя бы однажды извергались за последние 10 тыс. лет, из них около 600 - в историческую эпоху. Каждый год наблюдается от 50 до 70 извержений.

Большая часть действующих вулканов расположена в так называемых зонах субдукции Тихоокеанского огненного кольца, где происходит погружение в мантию океанической литосферы. На глубинах между 100 и 200 км при взаимодействии погружающейся океанской литосферы и мантии образуются магматические расплавы, которые затем поднимаются к поверхности Земли и приводят к вулканизму.

Медленные и быстрые вулканические процессы

Основной силой, движущей магму к поверхности, является разница в плотности между относительно «холодными» и тяжелыми породами мантии и земной коры и разогретыми, флюид-содержащими и относительно легкими магматическими расплавами. Причем на большей части пути к поверхности магматические расплавы поднимаются не напрямую, а просачиваются через пористую среду. Поэтому скорость их подъема зависит от пористых свойств мантии и коры и от вязкости самой магмы. Химический состав и физические свойства (плотность, вязкость) магматических расплавов по мере поднятия могут существенно изменяться за счет взаимодействия с окружающими породами и за счет меняющихся давления и температуры. Плотность и пористость окружающих пород тоже меняются с глубиной.

В итоге процесс поднятия магмы к поверхности неоднородный. В целом это происходит очень медленно. Отдельные вулканические системы могут развиваться в течение тысяч и даже миллионов лет. За это время магма постепенно накапливается в промежуточных очагах, самые близкие из которых находятся на глубине в несколько километров. Но этот процесс весьма нелинейный, и определенные его этапы могут протекать очень быстро, приводя к резким локальным ускорениям движения магмы и резким скачкам давления. Такие ускорения могут быть вызваны резкими изменениями физико-химических свойств (фазовыми переходами), которые, кроме прочего, нередко приводят к выделению газовой фракции в магме. Активизация таких процессов может начинаться за время от нескольких дней до нескольких лет перед извержением.

Методы изучения вулканов

Основная сложность в изучении вулканов в том, что приводящие к извержениям геологические процессы происходят на больших глубинах. Значительное количество информации о происхождении и истории вулканов ученые получают геологическими методами - за счет изучения изверженных вулканических пород, а также потухших вулканических систем, глубинные части которых выходят на поверхность после выветривания породы.

Но при изучении современного состояния вулканов и выявлении подготовки извержений основным источником информации о глубинных процессах становятся геофизические наблюдения. Ведущий геофизический метод - сейсмологический мониторинг. Его основная идея в том, что многие глубинные процессы, происходящие в вулканических системах, могут генерировать сейсмические волны. Для их наблюдения вблизи вулканов устанавливаются сейсмографы - приборы, которые регистрируют колебания поверхности Земли.

Вулканические землетрясения

Сейсмические проявления глубинной вулканической активности, или так называемые вулканические землетрясения, многочисленны и разнообразны. Среди них можно выделить два основных типа.

Первый тип называется вулкано-тектоническими землетрясениями, потому что по своим свойствам и происхождению они аналогичны обычным тектоническим землетрясениям. Активизация вулканов связана в первую очередь с ростом давления в магматических очагах и ускорением подъема магмы к поверхности. Эти процессы увеличивают механические напряжения в земной коре под вулканами с последующей активизацией многочисленных микроразломов, которые и генерируют вулкано-тектонические землетрясения.

Второй тип вулканических землетрясений генерируется непосредственно в магмаподводящих каналах. При ускоренном движении магмы или вулканических газов по этим каналам часто возникают резкие скачки давления, сопровождаемые сейсмическими волнами. Основной характеристикой таких источников является то, что они излучают волны на относительно низких частотах - в диапазоне от 1 до 5 герц. Типичные же частоты волн, характерных для вулкано-тектонических землетрясений, составляют 10 герц и больше.

Подавляющее количество вулканических землетрясений - очень слабые и не ощущаются на поверхности. Но они хорошо регистрируются чувствительными сейсмографами

Подавляющее количество вулканических землетрясений - очень слабые и не ощущаются на поверхности. Но они хорошо регистрируются чувствительными сейсмографами. Появление регистрируемых вулканических землетрясений и прогрессивное увеличение их количества является наиболее достоверным признаком активизации вулканических систем. Подсчет регистрируемых землетрясений - наиболее простой метод сейсмического мониторинга вулканов. А если на вулканах размещены наблюдательные системы из многих приборов, у вулканологов появляется возможность определять местоположение и магнитуду (это энергетическая характеристика) вулканических землетрясений, что, в свою очередь, позволяет более детально характеризовать глубинные вулканические процессы.

В некоторых случаях удается проследить миграцию сейсмической активности с глубины к поверхности. Такие наблюдения особенно ценны, если получены на основе низкочастотных землетрясений, поскольку они связаны с распространением магмы в питающих каналах под вулканами. А это движение магмы играет определяющую роль в подготовке извержения. Используя детальные наблюдения именно низкочастотных землетрясений, можно лучше понять процессы, контролирующие подпитку вулканов магмой с глубины.

Вулканы-лаборатории

Но высококачественные наблюдения описанных процессов удается получить достаточно редко. На большинстве активных вулканов нет современных систем геофизических наблюдений, и наоборот, многие из хорошо наблюдаемых вулканов большую часть времени находятся в покое. Поэтому для разработки геофизических методов исследования и мониторинга очень важны немногочисленные вулканы - естественные лаборатории, которые и извергаются часто, и изучаются подробно. Хорошо известными примерами таких вулканов являются Килауэа на Гавайских островах, Питон-де-ла-Фурнез на французском острове Реюньон, Этна и Стромболи в Италии. Эти вулканы извергаются почти постоянно (Килауэа) или очень часто, и их извержения детально наблюдается вулканологическими обсерваториями, которые поддерживают современные системы геофизических наблюдений.

Большая часть научных работ, направленных на понимание вулканических землетрясений и связанных с ними глубинных процессов, основана на наблюдениях, полученных именно в таких вулканах-лабораториях.

Уникальные данные от российских вулканов

Россия - страна с большим количеством действующих вулканов. Почти все они находятся на Дальнем Востоке в Курило-Камчатской зоне субдукции. Особое место среди российских и мировых вулканических систем занимает Ключевская северная группа, где недалеко друг от друга находятся четыре очень активных вулкана: Ключевской активен на протяжении нескольких тысяч лет; Шивелуч - с августа 1980 года (со времени начала роста лавового купола в кратере, образовавшемся при катастрофическом извержении 12 ноября 1964 года); Безымянный - с 22 октября 1955 года (с момента пробуждения после тысячелетнего молчания); на вулкане Толбачик большие трещинные извержения произошли в 1975–1976 и в 2012–2013 годах. В указанном районе находятся также 12 слабо активных или потухших вулканов и около 400 более мелких вулканических образований.

Систематические наблюдения в этом районе начались с созданием в 1935 году Камчатской вулканологической станции в поселке Ключи. Первый постоянно действующий сейсмограф на этой станции был установлен в 1946 году. Сейчас на Ключевской группе вулканов проводят наблюдения научные подразделения Института вулканологии и сейсмологии (ИВиС) ДВО РАН и Камчатского филиала Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН» (КФ ФИЦ ЕГС РАН). Они поддерживают сеть из 18 постоянных сейсмографов.

С середины 1990-х годов был осуществлен перевод сейсмической информации в цифровой формат и на этой основе создан архив непрерывных сейсмических записей за более чем 20 лет, в течение которых произошли многие десятки извержений. Этот набор наблюдений о сейсмической активности вулканов не имеет аналогов в мире. Одной из его уникальных характеристик является одновременное наблюдение очень разных вулканов, что позволяет установить взаимосвязь между их активностью. Другая отличительная особенность - большое количество низкочастотных вулканических землетрясений на большой глубине, соответствующей границе кора-мантия.

Недавно нашей совместной научной группой ИВиС и КФ ФИЦ ЕГС РАН, созданной при поддержке Российского научного фонда, был проведен детальный анализ полученных данных. Для этого мы провели интенсивную компьютерную обработку сейсмических записей за два года, предшествующих последнему крупному извержению вулкана Толбачик.

В результате обнаружено, что активность глубоких низкочастотных событий увеличивалась в течение двух лет перед извержением. Это соответствовало постепенной активизации и увеличению давления в глубоком магматическом очаге, который находится приблизительно на глубине 30 км, то есть на границе земной коры и мантии. Максимум сейсмической активности на глубине был достигнут за пять месяцев до извержения. Максимальное количество низкочастотных землетрясений в приповерхностных магматических очагах было зарегистрировано на несколько месяцев позже. Мы интерпретировали эту задержку как время, необходимое для того, чтобы магматическое давление распространилось с глубины 30 км до поверхности. Достаточно медленное распространение давления можно объяснить тем, что в нижней части питающей системы магма не мигрирует через открытый канал (как часто рисуют в учебниках и энциклопедиях), а просачивается через пористую среду.

Сейсмические наблюдения, полученные на Ключевской группе вулканов, содержат огромное количество информации, которую еще только предстоит проанализировать и осмыслить. Для ее полноценного использования необходимо разрабатывать принципиально новые методы анализа геофизических данных с применением современных компьютерных технологий, включая машинное обучение. Внедрение таких автоматизированных методов становится все более насущным для обработки больших потоков данных при геофизическом мониторинге вулканов и землетрясений. Прогресс современных методов позволит предупреждать активизацию вулканической деятельности. А предупреждение извержений - одна из важнейших задач современной вулканологии.

Агафонова Алена, Терехович Анна

Доклад к городской коференции "Профессия географ"

Выполнили ученицы 9а класса

Прилагается презентация

Цель работы: Познакомиться и изучить профессию вулканолог, ее особенности и специфику.

Задачи:

1. Изучить, собрать и систематизировать материал по теме

2. Подготовить презентацию профессии.

Скачать:

Предварительный просмотр:

АОУ школа № 6 г. Долгопрудного

РЕФЕРАТ

“Профессия вулканолог”

Выполнили: Агафонова Алена,
Терехович Анна, 9а класс

Руководитель: Исакова Е.В.

Долгопрудный 2012

О главление

Введение

Цель работы: Познакомиться и изучить профессию вулканолог, ее особенности и специфику.

Задачи:

1. Изучить, собрать и систематизировать материал по теме.

2. Подготовить презентацию профессии.

Изучением вулканов занимаются вулканологи. Первые научные наблюдения за извержением вулкана были сделаны римлянами Плинием Старшим и его племянником Плинием Младшим 24 августа 79 г. В день катастрофического извержения Везувия Плиний Старший - начальник римского флота и ученый, автор 37 книг “Естественной истории” - попытался вывезти на судах обитателей вилл с побережья Неаполитанского залива. На побережье уже густо падали пепел и камешки пемзы. После высадки Плиний Старший погиб, задохнувшись в облаке вулканических газов. Позднее Плиний Младший точно описал извержение в двух своих письмах . В его честь подобные извержения, при которых мощная струя вулканических газов, пепла, пемз, шлаков и бомб бьет на высоту до 10 км и более, называются плинианскими.

Первая вулканологическая обсерватория появилась на вулкане Везувий в 1841 г. (Италия). В начале XX века вулканологические обсерватории были созданы в США, Японии, Индонезии и других странах. Сети вулканологических обсерваторий быстро объединились в национальные вулканологические службы.

Развитие отечественной вулканологии связано с освоением восточных окраин России. Мы помним и чтим знаменитого исследователя Камчатки С.П. Крашенинникова, описавшего в 1755 г. “огнедышащие горы Камчатки и происходящие от них опасности” .

В круг задач вулканологии, как известно, входит изучение вулканической и магматической деятельности на Земле, других планетах.

В России в 1935 г. была открыта вулканологическая станция в пос. Ключи, которая в 1943 г. трансформировалась в Лабораторию вулканологии АН СССР в г. Москве, а в 1962 г. превратилась в Институт вулканологии СО АН СССР в Петропавловске-Камчатском. Сейчас это Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН в Петропавловске-Камчатском.

В распоряжении института находится специальный корабль «Вулканолог».

Судно предназначено для изучения подводного вулканизма, для изучения минеральных ресурсов дна океана, его геологического строения.

Внешне корабль выглядит довольно необычно: закрытый бак, удлиненная надстройка, значительный развал корпуса к носовой части с наклоненным вперед форштевнем, борта, скошенные к килю. Водоизмещение судна -1120 т, экипаж - 40 человек. На его борту оборудованы геологическая, гидроакустическая, газогидрохимическая, геофизическая и шумопеленгаторная лаборатории, вычислительный центр.

Вулканы часто исследуются с борта самолета. При изучении беспокойного итальянского вулкана Этна для отбора проб газов использовались беспилотные мини-самолеты типа САМ, по форме напоминающие «летающие тарелки».

Кто такие вулканологи?

Вулканологи - это особая каста геологов, эти люди,как правило настоящие фанаты своего дела. Они готовы лезть в самое жерло огненной горы, изучать ее ядовитые испарения и пепел, брать пробы лавы.Изучать вулканы довольно сложно,наблюдение за ними порой ведется круглосуточно.Так же вулканологи исследуют потухшие и разрушенные древние вулканы, так как эти знания очень важны для геологии, так как помогают собрать воедино картину извержений прошлых лет и даже предсказывать будующие катаклизмы. Так же вулканологи учавствуют в разработке различных методов использования тепла и пара горячих источников для нужд сельского хозяйства, что имеет большще практическое значение.Во время извержения они следят за за направлением пепла, сообщают данные направления пепла в метеослужбу, авиадиспетчерам. Изучение действующих вулканов связано с большим риском. Ведь работать приходится в окружении раскаленной лавы, удушливых газов и горячей пыли, ежесекундно подвергаясь опасности вулканического взрыва. Чтобы частично уменьшить опасность, вулканологи пользуются специальными защитным снаряжением.Они носят теплоизолирующую одежду и обувь, которую покрывают слоем алюминия или другого металла, отражающего теплоту.На голову одевают специальные защитные каски. Для защиты от газов используют противогазы и газовые маски. Вулканический жар обжигает руки, кислота из вулканических пород разъедает одежду.

Почти во всех книгах по вулканологии описывается знаменитый «дрейф» двух вулканологов, В.П. Попкова и И.З Иванова, котораые на лавовом потоке, вытекавшем из вулкана Ключевская Сопка. Эти ученые проплыли на лавовой корке более двух километров, передвигаясь вместе с потоком лавы, постоянно делая замер температуры и отбор проб газа. Первоначально они хотели пройти вдоль « берега 2 лавового потока, но рельеф местности не позволил этого. Поэтому они отважились на такой эксперимент. « во время работы мы подстилали под ноги листовой астбест, и все-таки нам приходилось часто стоять подобно аистам на одной ноге»-так писал в своем отчете В.Ф Попков,один из участников этого опасного эксперимента.

Профессионально важными качествами людей этой профессии являются: физическая выносливость, пространственное воображение, наблюдательность, внимание, логическое мышление, эмоционально-волевая устойчивость, хороший слух.

Должен знать:

Геологические знания о горных породах,магмах и эндогенных процессах,возникших в условиях высоких температур и широком диапозоне давлений, а также о процессах их образования и преобразования.

Первая женщина-вулканолог

9 августа 1936 г. - знаменательная дата российской вулканологии. В этот день на курящуюся вершину самого крупного действующего вулкана Евразии - Ключевского - впервые в мире взошла женщина, это была вулканолог Софья Ивановна Набоко. Отряду из трех человек удалось подняться к северо-западной кромке кратера. Были отобраны уникальные пробы фумарольных газов, образцы лавы, возгонов, проведены измерения температуры фумарол, атмосферного давления. Измерили высоту вулкана по анероиду - 4860 м. Температура воздуха была минус 14 градусов по Цельсию. Намеченная программа работ была выполнена. Были все основания для радости. Но на обратном пути чуть было не случилась трагедия: топограф А. И. Дьяконов, в эйфории от покорения вулкана, стал петь, размахивать руками, не удержался на ледяном склоне, упал, покатился и сорвался в глубокую трещину. Хорошо еще, что он зацепился за стенки трещины привязанным к рюкзаку штативом и повис, иначе бы разбился. Вылезти сам он не мог. Нельзя была даже шевелиться, т.к. была опасность срыва зацепа. Софья Ивановна вспоминала, что когда они с А. А. Меняйловым осторожно подползли к трещине, то услышали снизу слабые крики о помощи. Нужно было спускаться к пострадавшему, привязывать его к веревке и вытаскивать наверх. А сил было мало. К тому же Софья Ивановна была на третьем месяце беременности (кстати, этот ребенок сам станет впоследствии известным вулканологом Игорем Александровичем Меняйловым). Пришлось А. А. Меняйлову спуститься вниз по веревке, которую страховала С. И. Набоко. Представьте себе состояние молодой женщины, оставшейся в одиночестве над трещиной на крутом склоне вулкана! Всю ночь, с невероятными трудностями, два мужественных человека спасали своего товарища, отогревали его. К счастью, все завершилось благополучно. В лагерь у основания вулкана отряд вернулся в полном составе и со всеми отобранными образцами. Кто знает, чем бы могло окончиться то восхождение, не будь в составе отряда такой самоотверженной и отважной женщины. Ведь действующий вулкан - это стихия. Тем более такой гигант, как Ключевской. Много восходителей - и дилетантов, и опытных альпинистов пострадали на этом вулкане. Софья Ивановна, по собственному ее признанию, выдержала с честью это своеобразное крещение вулканом, прошла испытание на верность избранной профессии.

Где и как получить профессию вулканолога?

Вулканология — одна из самых редких специальностей. Стать вулканологом в России непросто, так как нет ни одного учебного заведения, в котором готовили бы специалистов этого направления. В Московском университете вулканологическая тематика есть на кафедре петрологии геологического факультета, на кафедре геоморфологии и палеогеографии географического факультета и на отделении механики механико-математического факультета. Школьники могут начать получать знания, необходимые вулканологам, в геологической школе МГУ (http://geoschool.web.ru ), в которой проводятся бесплатные занятия два раза в неделю, и в открытом лектории геологического факультета МГУ, который начал свою работу с октября 2011 г.

Вывод

Что привлекает людей в необычной профессии вулканолога?

В прежние времена вулканологами обычно становились натуралисты, очарованные грандиозными видами бурных вулканических извержений. Но времена описательной вулканологии давно прошли. Современная наука все более вооружается мерой и числом. Получает информацию из множества источников, от людей самых различных профессий: физиков, химиков. математиков, геологов, математиков и других. Именно эта многогранность, свойственная вулканологии как естественной науке, побуждает многих ученых посвятить свою деятельность изучению вулканов, выбрать эту профессию.

Литература

К.Г.Стафеев. Жизнь вулкана. М.:Просвещение,1998.

Э.Г.Малхасян.,К.Н. Рудич. Изменчивый лик Земли. М.: Недра,2003.

Коноваленко Анжелика, Вейдэ Виктория

Исследовательская работа "Что такое вулканы?" Работа выполнена учащимися второго класса. Ребята с помощью литературы и опыта ответили на вопрос - что такое вулканы

Скачать:

Предварительный просмотр:

Муниципальное образовательное учреждение

«Ермаковская средняя общеобразовательная №1»

Что такое вулканы?

Работу выполняли: Вейдэ Виктория, Коноваленко Ажелика

ученицы 2 класса

Руководитель: Булавская Вера Александровна учитель начальных классов

с. Ермаковское 2009

стр.

Введение…………………………………………………………………3

1.1.Обоснование темы

1.2. Цель работы

1.3. Задачи работы

1.4. Методика работы

II. Основная часть……………………………………………………….4

2.1. Что такое вулканы.

2.2. Где расположены вулканы.

2.3. Схема извергающегося вулкана.

2.4. Формы вулканов.

2.5. Классификация вулканов по их активности.

III. Методика выполнения работы……………………………………7

3.1. Модель вулкана (эксперимент).

Заключение…………………………………………………………….9

Список литературы……………………………………………………10

ВВЕДЕНИЕ

На кружке «Здоровье» мы разговаривали на тему «Природные опасности». Ребята перечисляли различные опасности и в том числе назвали – вулканы. Нам стало интересно узнать более подробно, что они из себя представляют.

Цель исследования: выяснить происхождение слова вулкан и строение вулкана.

Задачи исследования:

Пронаблюдать извержение вулкана на модели;

Сделать выводы.

Методы исследования:

Анализ литературы; изучение различных источников; работа с фотоматериалами и документами; подбор текстов; работа в сети Интернет.

Наблюдение и сравнение;

Консультация с руководителем.

Основная часть

2.1. Что такое вулканы

Познакомившись с материалами энциклопедий «Планета Земля», «Большая книга для любознательных», «География» мы выяснили для себя много нового и интересного о вулканах.

ВУЛКАН (в греческой мифологии ГЕФЕСТ) бог огня и кузнечного дела, покровитель металлургии. Почитался как бог подземного огня.

Слово «Вулкан» происходит от имени древнеримского бога огня Вулкана.

Наука, изучающая вулканы - вулканология.

ВУЛКАН – геологическое образование, возникшее над каналом или трещиной в земной коре, по которым извергается на земную поверхность огненно-жидкая масса – лава, а так же газы, водяные пары, обломки горных пород. Их температура может быть от 50 до 1000 С.

2.2.Где расположены вулканы

В мире насчитывается около одной тысяч трехсот действующих вулканов, хотя в течение года, как правило, происходит лишь 20 – 30 извержений. Большинство вулканов распложено неподалёку от краёв гигантских плит, составляющих в своей совокупности внешние слои Земли.

Фото 1

2.3. Схема извергающегося вулкана

Схема

Строение извергающегося вулкана

ОЧАГ МАГМЫ – расплавленная огненно – жидкая масса преимущественно силикатного сплава – возникает в земной коре или верхней мантии.

ЖЕРЛО ВУЛКАНА - канал, по которому магма поднимается к кратеру.

КРАТЕР- углубление в виде чаши или воронки, образовавшееся на вершине или склоне вулкана в результате его активной деятельности. Диаметр кратера может быть от десятков метров до нескольких километров, глубина - от десятков до нескольких сотен метров.

ЛАВА - раскалённая, огненно-жидкая или очень вязкая силикатная масса, изливающаяся на земную поверхность при извержении вулканов.

Фото 2

ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ГАЗЫ И ПЕПЕЛ, мелкие брызги магмы, с силой выбрасываемые из жерла вулкана застывая, образуют, пепел, газы на 95-98% состоят из воды, а так же из различных примесей, пыли, хлопьев вулканического пепла.

Фото 3

2.5. Формы вулканов

Форма вулкана зависит от типа лавы, от того, как далеко она растекается, а также от силы взрыва. Вязкая лава – очень густая; она быстро застывает вокруг жерла, образуя крутой конус. Так возникают конические вулканы.

Фото 4

Жидкая лава течёт очень быстро и может растекаться на несколько километров от кратера, прежде чем начнёт остывать. Так образуются щитовидные вулканы. Они бывают невысокими и плоскими.

Фото 5

2.6. Классификация вулканов по их активности

Вулканы делятся в зависимости от степени вулканической активности на действующие, спящие и потухшие.

Спящими считаются недействующие вулканы, на которых возможны извержения.

Потухшими - на которых они маловероятны.

Вместе с тем, среди вулканологов нет единого мнения, как определить активный вулкан. Период активности вулкана может продолжаться от нескольких месяцев до нескольких миллионов лет. Многие вулканы проявляли вулканическую активность несколько десятков тысяч лет назад, но в настоящее время не считается действующими.

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Мы сами попробовали сделать модель вулкана. Для этого нам потребовалось сода, вода, лимонная кислота, красная краска, стеклянная пробирка, вата, песок.

Мы насыпали чайную ложку соды в пробирку. Налили в нее воды одну третью часть. Хорошо встряхнули, чтобы перемешать воду с содой. [ 3 ]

Фото 7

3. Из песка сделали «вулкан» вокруг пробирки, так, чтобы он доходил до её горлышка.

Фото 8

Фото 9

Таким образом, в результате проделанного опыта, мы увидели пена начала пениться и извергаться, словно лава из вулкана.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итак, познакомившись с материалами о вулканах, мы узнали много интересного. Мы знаем, что предсказать извержение вулкана очень трудно, так как всякий раз это происходит по-разному.

В старину, например, определяли это по различным признакам, таким, как появление новых выпуклостей на склонах вулкана. В наши дни разработаны более точные методы прогнозирования. Ученые могут теперь с помощью спутников определять местоположение «горячих точек» глубоко в недрах Земли.

Мы узнали, что вулканы приносят не только разрушения, но и пользу. В породах, которые образуются при извержении вулкана, содержатся руды ценных металлов, золото и медь, минералы, например алмазы.

Несмотря на постоянную угрозу новых извержений, люди ближайших селений трудятся на полях, используя плодородный вулканический пепел в качестве удобрения.

Мы сделали для себя вывод, что вулканы – это чудо природы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Джон Купер. Большая книга для любознательных.- Москва «РОСМЭН», 2001

2.Страун Рейд, Фелиса Эверетт. География. Энциклопедия. – Москва «РОСМЭН», 1998

3.Фиона Уотт. Планета Земля. Энциклопедия окружающего мира. – Москва «РОСМЭН», 1998