Исследовательская работа «Загадочный грязевой вулкан Южно-Сахалинский»

Загадочный грязевой вулкан Южно-Сахалинский

Тематика:   География

Автор работы: Шерманазашвили Мэги

Руководитель проекта:  Калинин В.М.

Учреждение: МКОУ «Эсто-Алтайская СОШ имени Д.Кугультинова» Яшалтинский район Республика Калмыкия

Оглавление

Введение
1. Грязевой вулканизм о. Сахалин.
1.1. Краткий очерк истории изученности грязевого вулканизма о.Сахалин.
1.2. Научное значение грязевого вулканизма.
1.3. Классификация грязевых вулканов.
1.4. Общая схема строения грязевых вулканов.
2. Природные особенности исследуемой особо охраняемой природной территории, влияющие на возникновение и проявление грязевого вулканизма.
2.1. Рельеф.
2.2. Геологическое строение.
3. Причины образования грязевого вулканизма.
4. Извержения грязевого вулкана Южно-Сахалинский.
5. Природно-рекреационные ресурсы.
6. Геологический памятник природы.
Заключение
Литература

Введение

Сахалинская область – единственный регион России, расположенный на островах со своей особенной историей, природой, уникальным сочетанием природных богатств.

Актуальность работы обусловлена тем, что изучение грязевого вулканизма на территории Сахалинской области оправдано и закономерно. Грязевой вулкан – не только интересный объект туризма и необычайное зрелище, но источник здоровья, лекарство от многих заболеваний. В этой связи тема актуальна. Именно изучению данного типа проявлений внутренних сил о. Сахалин и посвящена работа. Это предопределяет её значимость.

В процессе работы мной был использован научно-теоритический и практический метод исследования, в основе которых лежит определенная проблема: многие не знают о существовании в границах города Южно-Сахалинска грязевого вулкана, вред или пользу он несет людям.

Объектом исследования является – грязевой вулкан Южно-Сахалинский.

Предметом исследования выступает изучение процесса грязевого вулканизма и природно-рекреационное использование памятника природы.

Гипотеза: допустим, что причинами возникновения грязевого вулкана Южно-Сахалинский являются тектонические движения земной коры, в результате которых глинистая масса, вода и газы, выжимаются на поверхность там, где образовались разрывы, а излившиеся тонны «грязи» представляют интерес для ученых и туристов со всего мира.

Была поставлена цель исследования: изучить причины и процесс грязевулканической деятельности грязевого вулкана Южно-Сахалинский и оценить его природно-рекреационные ресурсы.

Для достижения вышеуказанной цели должны быть решены следующие задачи:

1. Изучить литературу, проанализировать, и обобщить полученную информацию.
2. Выяснить причины грязевого вулканизма острова Сахалин.
3. Рассмотреть общую характеристику грязевого вулкана Южно-Сахалинский.
4. Объяснить практическое значение грязевого вулкана Южно-Сахалинский.
5. Составить туристический маршрут.
6. Сделать выводы по теме исследования.
7. Расширить кругозор о региональном памятнике природы.
8. Создать презентацию по теме проекта, для использования на уроках географии в рамках краеведения или во внеурочной деятельности.

В работе были использованы следующие методы исследования:

• Поисковая работа (подумать самостоятельно, изучить литературу).
• Наблюдение.
• Анализ полученной информации.

Практическая значимость работы состоит в том, что результаты и выводы исследования могут быть использованы в преподавании уроков окружающего мира в начальной школе и географии в старших классах, а также как интересный, познавательный материал во внеурочной деятельности, способствуя повышению кругозора обучающихся всех возрастных категорий.

Источниками данных послужили: учебники, учебно-методическая, справочная литература, научно-популярные передачи, экспозиции краеведческого музея и беседы с экспертами в области исследования.

Анализируя полученную информацию:

• изучу природу и геологию грязевого вулкана Южно-Сахалинский;
• докажу, что причинами возникновения грязевого вулкана Южно-Сахалинский являются тектонические движения земной коры, в результате которых появляются разрывы, по которым «грязь» поднимается на поверхность;
•  выясню, имеют ли излившиеся тонны «грязи» рекреационный потенциал;
• сделаю вывод об уникальности грязевулканических проявлений Сахалина;
• достигну поставленной цели проекта;
• смогу поделиться результатами работы с одноклассниками.

Грязевой вулканизм о. Сахалин

Сахалинская область попадает в сейсмически опасную зону (Тихоокеанскую), т.е. зону земной коры, где наиболее часто происходят землетрясения. Эта зона окаймляет побережье Тихого океана. К счастью, на Сахалине нет «огнедышащих» вулканов, но есть районы с активным проявлением «грязевого» вулканизма, одним из которых я заинтересовалась.

Большинство людей при слове «вулкан» представляет высокую, конической формы гору, из вершины которой время от времени с сильным грохотом выбрасываются на высоту несколько километров густые клубы дыма, пепла и раскаленные обломки камней, а по склонам течет огненно-жидкая лава.

Однако кроме известного магматического существует еще грязевой тип вулканов.

Сравнительно малая известность грязевого вулканизма объясняется, прежде всего, тем, что такие вулканы гораздо менее эффектны, и представляют меньшую опасность для окружающей среды. Высота грязевых вулканов составляет десятки, реже – сотни метров, иногда грязевые вулканы не образуют гор вообще.

Во время извержений из них на высоту десятки и сотни метров фонтанами выбрасывается сравнительно холодная насыщенная водой и газом разнообломочная грязевая масса – сопочная брекчия. В ряде случаев выбрасываемый газ возгорается, тогда над вулканом образуется огненный факел. Нередко извержения грязевых вулканов происходит в виде сравнительно спокойного выдавливания сопочной брекчии из выходного отверстия вулкана и ее медленного растекания по земной поверхности.

Большинство участков проявления грязевого вулканизма приурочено к сейсмически активным областям. На Дальнем Востоке России наземные грязевые вулканы известны только на острове Сахалин. Выделяется четыре участка проявления грязевого вулканизма: Дагинский грязевулканический участок в Ногликском районе, группа Пугачевских грязевых вулканов и влк. Восточный – в Макаровском, Южно-Сахалинский грязевой вулкан – в Анивском и Лесновский – в Корсаковском районе. Считается, что состав продуктов деятельности грязевых вулканов и интенсивность их поставки тесно связаны с сейсмотектоническими процессами в земной коре. Анализ этой связи необходим, чтобы оценить возможность прогноза землетрясений по данным наблюдений за деятельностью грязевых вулканов.

Таким образом, грязевой вулкан - геологическое образование, представляющее собой отверстие или углубление на поверхности земли (сальза) либо конусообразное возвышение с кратером (грязевая сопка), из которого постоянно или периодически на поверхность Земли извергаются грязевые массы и газы, часто сопровождаемые водой и нефтью.

Наличие на острове Сахалин мощных осадочных толщ с нефтяными и газовыми залежами, высокая современная сейсмотектоническая активность, сложные системы разломов делают наш регион уникальным местом для изучения грязевого вулканизма.

Краткий очерк истории изученности грязевого вулканизма о. Сахалин

Листая страницы энциклопедий, я обратила внимание на очень интересные факты о проявлениях грязевого вулканизма.

Грязевой вулканизм о.Сахалин представляет собой одно из уникальных геологических явлений, которое давно привлекает внимание исследователей.

Первые исследования грязевых вулканов о.Сахалин выполнены японскими геологами Ф. Сайто в 1928 г., 1959 г. и М. Уэда в 1938 г., 1648 г. В их работах приведены общие сведения о Южно-Сахалинском и Пугачевском вулканах, которые в настоящее время представляют в основном исторический интерес. Однако некоторые выводы актуальны до сих пор – например, о приуроченности обоих вулканов к крупному региональному разлому, Центрально-Сахалинскому
.

В 1946 г. в пос. Новоалександровск была организована Сахалинская научно-исследовательская база АН СССР, преобразованная затем в Сахалинский комплексный научно-исследовательский институт АН СССР, а позднее – в Институт морской геологии и геофизики (ИМГиГ) ДВО РАН (здесь в 1954 году работала лаборантом моя бабушка).

Образованный в 1947 г. сектор геологии во главе с Е.М. Смеховым в составе Сахалинской научно-исследовательской базы АН СССР изучал грязевые вулканы острова Сахалин. Эти работы свелись к общему знакомству с деятельностью главного Пугачевского вулкана и обзору работ японских геологов. Сам Е.М. Смехов считал грязевой вулканизм уникальным явлением на Дальнем Востоке, и указывал на необходимость его специальных исследований.

З.А. Чернышевская считала, что оживление деятельности грязевых вулканов о-ва Сахалин, возможно, связано с сейсмичностью острова.

Н.Д. Цитенко открыл проявления грязевого вулканизма на побережье Дагинского залива, рассмотрел морфологические разновидности и состав продуктов деятельности Дагинских грифонов. На протяжении нескольких десятилетий объектами изучения сахалинских геологов являлись сильные извержения двух самых крупных грязевых вулкана острова Сахалин – Пугачевского и Южно-Сахалинского.

Полевой отряд во главе с В.Н. Шиловым обследовал Южно-Сахалинский вулкан после извержения 20 марта 1959 г. Пугачевский вулкан проявил себя двумя извержениями – 25 сентября 1961 г. и 31 августа 1967 г. Обследование этих извержений возглавлял И.М. Сирык, который занимался проблемами происхождения и механизма деятельности грязевых вулканов, а также изучением их связи с нефте-газоносностью о-ва Сахалин. Летом 1975 г. для изучения грязевых вулканов о-ва Сахалин прибыла большая группа геологов из Азербайджана. Результаты работ отражены в фундаментальной монографии о грязевом вулканизме всех регионов СССР.

Извержение Южно-Сахалинского вулкана 22 октября 1979 г. исследовала полевая группа в составе В.Н. Занюкова, О.А. Мельникова и В.И. Федорченко.

10 июня 1986 г. на острове Сахалин стал известен участок проявления грязевого вулканизма вблизи пос. Лесное.

Долгие годы извержения Южно-Сахалинского грязевого вулкана изучались кандидатом геолого-минералогических наук О.А. Мельниковым. Он отмечал, что одной из причин активизации вулканической деятельности является увеличение сейсмоактивности в регионе.

В мае 1997 г. на Южно-Сахалинском вулкане О.А. Мельников обнаружил новое поле сопочной брекчии сравнительно небольшого размера. Предположительно, извержение произошло в 1994–1996 гг.

В 1998–1999 гг. на Южно-Сахалинском вулкане сотрудники ИМГиГ провели малоглубинные сейсмические исследования, которые позволили установить внутреннее строение привершинной части вулкана.

В конце декабря 2001 г. произошло еще одно извержение Южно-Сахалинского вулкана. Обследование летом 2002 г. показало, что оно почти не уступало извержению 1959 г. – самому крупному из известных, тогда вулкан извергал столбы в несколько десятков метров.

Установлены проявления грифонной деятельности вулкана во время Горнозаводского землетрясения 17(18) августа 2006 г. и Невельского землетрясения 2 августа 2007 г.

Последний раз Южно-Сахалинский вулкан проснулся 15 июня 2017 г., так мощно он извергался 15 лет назад в 2002 году. Особенно активны после извержения были булькающие грифоны – это внезапный прорыв на поверхность флюида (чаще всего газа), движущегося под большим давлением. Если раньше они проявлялись раз в минуту, то после извержения вулкан буквально "дышал".

Исследования этого извержения проводила сахалинская региональная общественная организация «Радиационная Экология и Охрана Природы», председатель Денис Григорьев. Он отметил, что до этого взрыва вулканическое плато было практически гладким, насчитывалось не более четырех грифонов - это воронки разных диаметров. После извержения территория вулкана стала напоминать джакузи, наполненное грязью с вкраплениями блестящих камешков (пирит) - камень, высекающий огонь, возрастом примерно 70 миллионов лет. Сегодня температура внутри грифонов равна температуре воздуха, значит, нового извержения ждать не стоит.

Таким образом, грязевой вулканизм - уникальное геологическое явление, которое давно привлекает внимание исследователей.

Научное значение грязевого вулканизма

Изучение грязевого вулканизма, геологических условий, предопределяющих его развитие, и процессов, приводящих к возникновению грязевых вулканов на поверхности Земли, имеет большое научное и практическое значение. Продукты извержения грязевых вулканов, так называемые грязевулканические брекчии, выносимые на земную поверхность, содержат обломки пород различного состава и возраста, которые могут послужить основой для расшифровки геологической структуры и строения осадочного разреза, порой доступного для непосредственных геологических наблюдений.

Еще академик И.М. Губкин установил их тесную связь с месторождениями нефти и газа.

Исследуя состав твердых продуктов извержения, можно определить, из каких слоев, и с какой глубины они выброшены. Иными словами, грязевые вулканы служат как бы природными поисково-разведочными скважинами, бесплатно доставляющими ученым ценный геологический материал из глубин Земли.

До настоящего дня на о.Сахалин изучено только приповерхностное строение грязевых вулканов. Подводящий канал грязевого вулкана представляет собой трещиновато-пористую среду, в которой движется смесь газа, жидкости и частиц горных пород .

Изучение физико-химических условий образования и движения грязевулканических потоков позволяет установить закономерности формирования вещественного состава и его изменений. Для этого необходимо комплексное исследование химического, минерального составов всех трех фаз (твердой, жидкой и газообразной) продуктов деятельности вулкана.

Изучая данные температурного режима грифонов Южно-Сахалинского вулкана позволит определить аномалии температурного режима и общую степень активности грязевого вулкана. Подобные наблюдения необходимы для выявления процессов подготовки извержения грязевых вулканов, а также для определения изменений в деятельности вулканов, обусловленных сейсмической активизацией в регионе. Результаты таких наблюдений могут быть использованы для прогноза землетрясений.

Для более подробного знакомства с загадочным миром проявления грязевого вулканизма мне все-таки пришлось обратиться за помощью к научным источникам и ресурсам сети «Интернет», где я нашла много интересного и полезного по исследуемой теме.

Классификация грязевых вулканов

Грязевые вулканы (сальзы) - невысокие конусы с отверстием на вершине, из которого выделяются различные газы, и периодически извергается черно-синяя и серая жидкая грязь.

Грязевые вулканы распадаются на две группы, различные по происхождению и по доставляемым на земную поверхность продуктам.

К первой группе относятся грязевые вулканы, приуроченные к странам вулканическим; они находятся по соседству с действующими вулканами, и представляют не что иное, как вулканические фумаролы (трещины, отверстия в кратерах), проходящие случайно через слои глины и вулканического пепла.

Водяной пар размягчает эти породы, и обращает их в тягучую грязь, которая вместе с водяными парами выбрасывается на земную поверхность. Отличительной чертой этих грязевых вулканов служит высокая температура доставляемых ими продуктов, обильное выделение водяных паров и отсутствие газообразных углеводородов при извержениях.

Грязевые вулканы второй группы не имеют ничего общего с настоящими вулканами, и характеризуются сравнительно невысокий температурой продуктов извержения, малым количеством водяных паров в числе этих продуктов и преобладанием в них углеводородов над другими газами. Такие грязевые вулканы обыкновенно встречаются в ближайшем соседстве с месторождениями нефти.

Происхождение их с наибольшей вероятностью объясняется тем, что вместе с нефтью в слоях горных пород всегда находятся и газообразные углеводороды. Эти последние, скопляясь в большом количестве и претерпевая значительное давление, прорываются через горные породы по направлению к земной поверхности. При этом в некоторых случаях газы, не встречая препятствий со стороны вышележащих пород, выделяются по трещинам.

На острове Сахалин, где в вулканических газах содержится значительная доля углекислоты (СО2), извержения вулканов зачастую сопровождаются без взрывов и воспламенений газов (эти газы менее горючи), а поэтому остаются незамеченными.

• 1-й – с сильными извержениями в кратковременные периоды активности;
• 2-й – со слабой и непрерывной активностью, проявляющейся в виде истечения грязевого субстрата из многочисленны луж-сальз;
• 3-й – с совмещенными признаками двух первых типов.

• 1-й – диапировые образования (крупные вулканы, в которых грязевулканическая брекчия отличается вязкой консистенцией и выдавливается из кратерного канала, формируя столбообразные некки);
• 2-й – грязевые конусовидные сопки (постройки, возникающие за счет периодического поступления на поверхность полужидких масс грязебрекчий. Во время извержения они растекаются от кратера к периферии вулкана, надстраивая его и увеличивая, таким образом, объем концентрических построенного конуса. На вершине вулкана кратер отсутствует, а сам конус сложен из рыхлой глины, которая со временем уплотнилась. Это указывает на то, что вулкан образовался давно;
• 3-й – вулканы образующие полужидкий покров («грязевое болото» обычно бывает осложнено небольшими сальзами или грифонами, из которых изливается жидкая грязь, реже нефть);
• 4-й – вдавленные синклинали, центральная часть которых занята пузырящейся от поступающих недр газов.

Он же указывает на то, что разные типы грязевых вулканов могут являться разными стадиями развития единого процесса.

A. Kopf (2002) рассматривает два морфологических варианта грязевых вулканов: с образованием значительных положительных форм рельефа («грязевой холм») и без образования значительных положительных форм рельефа («грязевой пирог»).

Таким образом, Южно-Сахалинский грязевой вулкан относится к первому типу по классификации М.К. Калинко (Сирык, 1970), второму типу по классификации В.Н. Холодова.

Общая схема строения грязевых вулканов

В вертикальном сечении грязевого вулкана выделяются три главных его элемента: грязевулканическая постройка; питающий или подводящий канал; область корней вулкана.

Грязевулканическая постройка в разрезе обычно имеет вид пологого, часто усеченного конуса. Конус сложен сопочной брекчией. Поперечные размеры грязевых вулканов (диаметр их основания) изменяются в широких пределах - от первых сотен метров до почти 10 км. Высота грязевых вулканов по сравнению с их диаметром относительно небольшая: даже у самых крупных из них она редко превышает 300 м, поэтому крутизна склонов грязевых вулканов не более первых градусов.

У таких грязевых вулканов обычно наблюдается хорошо оформленный кратер от нескольких десятков до сотен метров. Помимо основного кратера на склонах грязевых вулканов часто встречаются мелкие вторичные выходы жидких и газовых компонентов, которые называют сальзами и грифонами.

Природные особенности исследуемой особо охраняемой природной территории, влияющие на возникновение и проявления грязевого вулканизма

На мой взгляд, для понимания причин возникновения и процессов грязевулканической деятельности, прежде всего, необходимо рассмотреть природные особенности изучаемой территории в части, касающейся рельефа и геологического строения, оказывающих непосредственное влияние на возникновение и проявление грязевого вулканизма на поверхности острова Сахалин.

Рельеф

Сахалин – один из крупнейших островов России. Он вытянут в меридиональном направлении между 141° 38´ и 144° 55´ восточной долготы. Длина острова составляет 948 км, максимальная ширина 160 км, минимальная – 26 км, средняя ширина – 90 км. Площадь равна 76,6 тыс. км2. Столь большая протяженность острова предопределяет существенное разнообразие природных условий.

По характеру рельефа на Сахалине четко выделяются два крупных района – горный и равнинный.

Выделяются Западно-Сахалинские и Восточно-Сахалинские горы.

Западно-Сахалинские горы простираются с севера на юг на 630 км, осевую часть этих гор представляет Камышовый хребет (превышения вершин составляют около 50–300 м). Максимальная высота: гора Онор (1330 м).

Восточно-Сахалинские горы вытянуты с севера на юг на 270 км (превышения вершин до 600 м). В эту горную систему входит гора Лопатина (1609 м) – наивысшая точка Сахалина.

Северная треть острова представляет собой пологую холмистую равнину с небольшими абсолютными высотами над уровнем моря.

В настоящее время на Сахалине функционируют три района развития грязевого вулканизма. На севере острова – Дагинский грязевой вулкан, расположенный у одноименных термоминеральных источников, в 8 км южнее устья р. Даги, на берегу Ныйского залива, Ногликский административный район . Два других центра грязевого вулканизма располагаются в южной половине острова - группа Пугачевских грязевых вулканов, находится в Макаровском административном районе (вулканы Магунтан, Малый Северный и Малый Южный). Они расположены приблизительно в трех километрах к северо-востоку от поселка Пугачево. Южно-Сахалинский грязевой вулкан расположен в южной части Западно-Сахалинских гор (Камышовый хребет), в 20 км к северо-западу от областного центра, в 500 метрах к северу от двадцать третьего километра ныне не действующей железнодорожной ветки «Южно-Сахалинск–Холмск».

Лесновский грязевой вулкан, находившийся в предгорьях Сусунайского хребта, у русла правого притока р. Очепухи, в Корсаковском административном районе зарос и прекратил свое существование. Согласно сведениям местных жителей, активность этого грязевого вулкана прекратилась приблизительно в период с 2008 по 2010 гг.

Южно-Сахалинский вулкан находится вблизи вершины невысокого пологого холма, расположенного в предгорьях Камышового хребта, окруженного такими же невысокими холмами.

Холм-вулкан ограничен с запада и востока небольшими долинами. Вулканическая постройка сложена сравнительно однородной глинистой массой серого цвета, одинаковой консистенции, с обломками разных пород и минералов – продуктами наложившихся друг на друга и наращивающих постройку грязевых выбросов вулкана. Площадь грязевых полей вулкана равна приблизительно 8,5 га. Абсолютная отметка высоты вулкана достигает 300 м. над уровнем моря, окружающих его вершин – от 350 до 550 м. В центральной части грязевого купола Южно-Сахалинского вулкана находятся две группы грифонов изливающих сопочную брекчию и выбрасывающих газ. Извергнутый во время сильного извержения 2015 года субстрат сполз по склону холма в северо-северо-западном направлении к руслу р. Алат, поэтому современный контур грязевого вулкана имеет широко вытянутую форму. Ранее форма грязевого поля напоминала овал. По всей видимости, в истории развития этого вулкана продукты извержения неоднократно достигали русла р. Алат, о чем свидетельствуют интенсивно оползающие в русло реки голубовато-серые вязкие глины, не отличающиеся от грязевых потоков, покрывающих холм с вулканом.

Геологическое строениеРЕКЛАМА

Грязевой вулкан Южно-Сахалинский находится на пересечении двух геологических разломов. Один из них, короткий, проходит в широтном направлении, второй, более протяжённый, – вдоль подножия крутой горной гряды, поднимающейся от восточного края вулкана. Этот же разлом является границей меловых (к северо-западу) и кайнозойских отложений. Непосредственно к линии разлома узкой полосой, глубиной до 600 м, примыкают отложения, представленные тремя слоями: верхний слой (до 400 м) - песчаные алевролиты и песчаники с аргиллитами, средний слой (до 500 м) - песчаные алевролиты, окремнённые аргиллиты с песчаником и цементом слюдисто-кремнистым, кремнистым или пиритовым, нижний слой (до 600 м) - песчаные и глинистые алевролиты с песчаниками.

Все названные отложения разных возрастов содержат окаменевшие остатки древних моллюсков и иных беспозвоночных.

Непосредственно на плато грязевого вулкана Южно-Сахалинский господствуют отложения, связанные с выносом на поверхность с глубины до 1,5 км сопочной брекчии, образовавшейся при трении друг о друга блоков земной коры в зоне геологического разлома. Брекчия обогащена глубинными термальными водами и продуктами взаимодействия с метаном и фракциями нефти, присутствующими в газовом месторождении, формирующем естественные выходы природного газа, называемые грязевым вулканизмом.

Сопочная брекчия состоит на 99% из сопочного ила (переработанная глинистая масса) и на 1% - из обломков песчаника, кальцита. 89% сопочного ила составляет глинистый материал, 11% - кварц, полевой шпат, слюды.

Твёрдую фракцию дополняют подземные воды. Они являются гидрокарбонатными кальциево-натриевыми с минерализацией 20-27 г/л со значительным содержанием бора, йода, аммония. Вода нередко бывает с плёнками нефти. Температура воды в покоящемся вулкане не выше +16º С, во время извержений – до +28, +32º С. Газовые выбросы грязевого вулкана состоят из метана (его доля варьирует от 12 до 54,4% в зависимости от фазы активности), углекислого газа (25,9–86%), кислорода и аргона (0,1–7,4%), азота (1,2–5,2%) и незначительного количества углеводородных газов.

Вулкан относится к так называемому шугинскому типу грязевых вулканов: с периодическими извержениями и непрерывным выделением грязи, газа и воды в промежутках между извержениями.

Таким образом, рассмотрев природные условия, оказывающие влияние на возникновение в этом районе грязевого вулкана, можно легко выявить причину грязевого вулканизма острова Сахалин.

Причины образования грязевого вулканизма

Согласно географическому справочнику, грязевые вулканы обычно приурочены либо к нефегазоносным месторождениям, либо к районам «обычных» вулканов. Грязевые вулканы внешне сходны с вулканами магматическими. По форме это конусовидные сооружения с усеченной вершиной. На вершине имеется кратер - кальдера с плоским дном. Наружные склоны конуса бывают изрезаны расходящимися оврагами.

Сходство с магматическими вулканами подчеркивается и тем, что форма конуса меняется в зависимости от консистенции извергаемой грязи. Последняя может быть очень густой и тогда в результате ее излияния надстраивается высокий конус с крутыми склонами. Если масса грязи разжижена, то конус образуется низкий с пологими склонами. По размерам конусы грязевых вулканов весьма различны.

Их высота колеблется от нескольких сантиметров до сотни метров. Сходство грязевого вулканизма с магматическим выражается еще и в том, что извержение грязевых вулканов часто сопровождается огнем, возникающим от самовозгорания газов, выделяемых из их жерл. Однако, несмотря на сходство внешних форм с настоящими и эффективный характер извержения, в момент которого происходит взрыв и возгорание, грязевые вулканы имеют ряд специфических черт и совершенно отличаются по условиям происхождения, динамике вулканического очага, механизму и продуктам извержения.

Итак, необходимыми условиями проявления грязевого вулканизма являются:

• наличие в разрезе мощных толщ пластичных глин, служащих исходным материалом для образования сопочной брекчии;
• накопление углеводородных газов, приводящих в пределах вулканического очага к образованию высоких (аномальных) межпластовых давлений;
• присутствие пластовых вод, размягчающих глинистые породы.

Корни грязевулканических очагов уходят на большую глубину, пересекают мощную толщу осадочных пород, в том числе, и все заключенные в ней водоносные горизонты.

Сочетание этих условий не так часто встречается на Земле, чем и объясняется ограниченность проявления грязевого вулканизма. Существует зависимость: наличие грязевых вулканов всегда свидетельствует о залежах в недрах Земли нефтяных и газовых месторождений.

Сущность грязевого вулканизма заключается в следующем.

Горючие газы, выделяющиеся из нефтяных залежей (метан и некоторые другие), поднимаются вдоль тектонических разрывов к поверхности и, встречая разжиженные напорными водами глинистые брекчии, выносят их на поверхность.

Следовательно, давление нефтяных газов является главной причиной грязевого вулканизма, но без подземных вод, создающих извергающуюся грязь, он также был бы немыслим.

Режим извержения грязевых вулканов разнообразен. Иногда извержение происходит очень спокойно с переливом через край кратера жидкой грязи. Над кратером вулкана вздувается газовогрязевой пузырь, который лопается при достижении возможных пределов натяжения грязевой пленки. Если в этот момент поднести зажженную спичку, то газ загорится.

В других случаях из кратера весьма медленно выдавливается густая грязь, как из тюбика крем.

Третьим типом извержения грязевого вулкана является взрыв с самовозгоранием нефтяного газа.

Механизм действия грязевого вулканизма схож с механизмом действия магматического вулкана.

Грязевые вулканы распространены как в областях тектонического сжатия, так и растяжения.

Во время движения вверх по каналу разжиженная пульпа представляет собой смесь воды, газа (в основном метана), тонкого глинисто-алевритового материала и обломков, представляющих собой части различных пород, слагающие прорываемы осадочный комплекс.

Главным фактором механизма грязевого вулканизма является образование грязевулканических отложений. Отложения грязевого вулкана, вынесенные на поверхность, образуются во время прорыва пород вышележащего разреза. Поднимаясь на поверхность, грязевулканические отложения проявляют образцы пород разреза. Отложения грязевых вулканов представляют собой смесь материала, прорванного разрезом.

Таким образом, проявление грязевого вулканизма зависит:

Во-первых, от участвующих в процессе факторов (компонентов): газ, вода и слагающие породы.

Во-вторых, от строгой приуроченности к крупным современным разломам, на которых вулканы в буквальном смысле «сидят».

В-третьих, от наличия под вулканами и вокруг них горизонта, сложенного илисто-глинистыми породами, способными легко разжижаться при поступлении в них воды и газа с образованием очень подвижной литокластовой массы.

Эти три главных фактора являются необходимыми для образования и деятельности газоводолитокластовых («грязевых») вулканов. Чем гуще и большем количестве изливается из грифонов литокластовая масса, тем выше грифон и круче его склоны, и наоборот.

Извержения грязевого вулкана Южно-Сахалинский

Первые сведения об извержении Южно-Сахалинского вулкана, по рассказам охотников, относятся к 1906 г. В последующие годы наиболее сильные извержения вулкана происходили в 1911, 1929, 1933, 1934, 1935, 1948, 1952, 1959, 1961, 1967 г., 2002 и, наконец, 2017 г.

В промежутках между этими извержениями, видимо, происходили слабые излияния брекчии, интервалом примерно раз в 1-2 года, которые остались незамеченными и, естественно, не зафиксироваными местными геологами-вулканологами.

Ниже приведу описание некоторых наиболее сильных извержений, что бы можно было иметь представление о силе и мощи грязевого вулкана Южно-Сахалинский.

Извержение 20 марта 1959 г. началось сильным взрывом, за которым непрерывно следовали новые взрывы. Грязь при взрывах выбрасывалась на высоту более 100 м. Выброшенная грязевая масса покрыла площадь около 60 тыс. м2, а объем ее составил примерно 150–200 тыс. м3. Извержение и сила грязевых выбросов оказались столь интенсивными, что потоками грязевых масс были повалены десятки крупных деревьев. Деревья, находящиеся на расстоянии до 100 м к юго-востоку от канала, газо-грязевыми струями были лишены ветвей, а обращенные к вулкану стороны их стволов оказались покрыты толстым слоем грязи.

Грязевое поле заняло площадь размером 200 на 180 м, от которого спускалось несколько грязевых потоков. В ходе извержения выделялось большое количество газа, который при поднесении спички мгновенно воспламенялся и горел желтоватым пламенем. Газ имел слабый сероводородный запах. На поверхности сопочного ила появлялись признаки нефти. Вблизи грязевого вулкана был выявлен ряд небольших грифонов, выделявших сероводородную воду и газ.

Извержение 1979 г. сопровождалось сильным подземным гулом, трижды с интервалом в 5 мин. на высоту не менее 200 м поднимались грязевые фонтаны. Поле изверженной грязи имело в диаметре около 200 м, его площадь составила 50 тыс. м2, а объем выброшенного материал 40–50 тыс. м3. Температура грязи в ванных составляла 20–21°С, а окружающего воздуха 10°С, температура газовых струй около 40°С.

Во время сильного извержения, случившегося в 2001 году, потоки грязевой массы вышли за пределы грязевых полей купола вулкана и сползли вниз по склону, валя и погребая под собой деревья, на расстояние 300 м в северо-западном направлении в долину р.Алат. Ширина потока сопочной брекчии составила 50 метров. В ходе извержения было выброшено около 200 тыс. т сопочной брекчии. После извержения облик вулкана сильно изменился. Он стал выглядеть как холм округлой, почти правильной формы, покрытый относительно свежим грязевым полем, двумя потоками спускающийся на север-северо-запад и на восток. В центре холма-вулкана находятся две группы грифонов.

В настоящее время на склоновой части грязевого поля активно идут эрозионные процессы, формируются обычные для грязевых вулканов с высоким куполом формы рельефа – эрозионные промоины, по которым стекают воды вулкана и атмосферные осадки.

Таким образом, периодичность извержений вулкана зависит от интенсивности притока газа из недр земли, и не имеет явной связи с сейсмичностью. Извержения грязевых вулканов не являются предвестниками землетрясений, но, по-видимому, землетрясение может явиться своеобразным механизмом, запускающим извержение. В настоящее время установлена взаимосвязь между сильными землетрясениями и возникающими после них извержениями грязевого вулкана.

Тем не менее, сейсмическая активность влияет на состав твердых, жидких и газообразных выбросов грязевого вулкана.

Природно-рекреационные ресурсы

Известно, что в водах грязевого вулкана содержится бром, йод, бор, что позволяет использовать грязь в лечебных целях. В 1950 году экспедицией во главе с А.А. Сычёва, специалист, исследовавший целебные свойства вулканической грязи, утверждала, что она обладает ценными лечебными свойствами. Бала проведена разведка и опробование извергаемой массы Южно-Сахалинского вулкана с задачей возможного ее использования в бальнеологических целях.

К сожалению, из-за высокого содержания в этой массе грубого обломочного материала ее не рекомендовали для прямого грязелечения. Однако доказано, что в ней содержатся минеральные соли, органические вещества и микроэлементы, благотворно влияющие на организм человека. А физиологическое действие вулканической грязи и получаемый от нее лечебный эффект примерно такой же, что и действие грязей Кавказских Минеральных Вод, Черноморского побережья Крыма. Но полностью состав выделяющихся грязей Южно-Сахалинского вулкана не изучен, поэтому применять эту грязь в медицинских условиях все-таки не желательно, поэтому на Сахалине она еще не нашла должного применения.

Немного позже, в 1953 году анализировался химический состав вод Южно-Сахалинского вулкана сотрудником Всесоюзного института В.В. Аверьяновым. По результатам проведенных исследований было отмечено высокое содержание борной кислоты, мышьяка и большое сходство с составом вод Синегорского мышьяковистого источника, активно используемых, построенными на базе этого источника, двумя всемирно известными санаториями.

Помимо этого, Южно-Сахалинский грязевой вулкан - замечательное место для популярного в настоящее время экологического туризма. Первичным элементом проявления такого туризма являются экотропы, обустройство которых позволяет сделать активный отдых максимально комфортным.

Туризм является одним из наиболее эффективных средств удовлетворения рекреационных потребностей человека, так как сочетает оздоровление, познание, общение и т.д. Очевидно, что изучаемая особо охраняемая природная территория (ООПТ) является самым привлекательным местом для туристов, и мотивом для её образования является обеспечение людей местом для отдыха и восстановления эмоционального и жизненного потенциала.

Ежегодно грязевой вулкан посещают около тысячи туристов. Это приезжие, в том числе иностранные гости, а также школьники, студенты и их преподаватели, которые осуществляют здесь и научную деятельность. Возможность изучить окружающий мир превращает посетителей в активных помощников и инвесторов.

Однако развивать туризм на этой территории нужно очень аккуратно, т.к. сам вулкан представляет собой интересное место для изучения местной флоры, здесь в лесах вокруг растет немало растений, занесенных в Красную Книгу Российской Федерации, а негативное влияние туризма на ООПТ может привести хрупкие экосистемы к опустошению и истощению природной территории.

Таким образом, природно-рекреационные ресурсы изучаемой территории очень разнообразны, важно уметь правильно ими пользоваться, и не допустить их истощения.

Геологический памятник природы

Южно-Сахалинский газоводокластитовый («грязевой») вулкан – государственный памятник природы регионального значения, расположенный в муниципальном образовании «Город Южно-Сахалинск» недалеко от пос. Ключи.

Создан 19 мая 1983 года решением Сахалинского облисполком № 186. «Южно-Сахалинским» назван в 1950 году А.А. Сычёвой, исследовавшей целебные свойства его грязей.

Памятник природы создан с целью сохранения редких геологических объектов: плоского конуса выброса продуктов извержения метанового и углекислого газа, минерализованной воды со слабым проявлением нефти, обломков размокших до глин аргиллитов, алевролитов и песчаников, содержащих обломки раковин двустворчатых моллюсков иноцерамов и головоногих моллюсков аммонитов верхнемелового возраста (более 70 млн. лет). Также в числе основных объектов охраны окружающие грязевое поле участки луговой и лесной растительности, в составе которых отмечены виды растений, занесенные в Красные книги Российской Федерации и Сахалинской области (гортензия черешчатая, черемуха Сьори, двулистник Грея, калипсо луковичная, гнездоцветка клобучковая).

За охрану несет ответственность Южно-Сахалинский лесхоз и Министерство лесного и охотничьего хозяйства Сахалинской области.

Грязевой вулкан регулярно посещают общественные представители, которые так же следят за порядком. За нарушение нахождения на особо охраняемой природной территории туристов ждет административный штраф. Периодически патрули сахалинской региональной общественной организации «Радиационная Экология и Охрана Природы» обнаруживает здесь мусор и следы от квадроциклов.

В 2016 году здесь появилась экологическая тропа, построенная общественниками при поддержке администрации города Южно-Сахалинска.

• рубки лесных насаждений (за исключением рубок ухода за лесами в насаждениях искусственного происхождения (лесных культурах) в порядке, установленном лесным законодательством);
• выемка скальных и рыхлых грунтов;
• повреждение почвенно-растительного покрова;
• cтроительство объектов;
• устройство стоянок, бивуаков, кемпингов;
• разведение костров;
• складирование отходов, загрязнение и захламление территории;
• проезд транспорта вне маркированных дорог.

На территории памятника природы разрешается:

• научно-исследовательская деятельность;
• организованный туризм.

Посетив один раз это удивительное место, вы обязательно заходите сюда вернуться!

Заключение

На мой взгляд, выполнение задач в рамках поставленной цели позволило сформулировать ряд выводов:

1. Сахалин является единственным регионом на Дальнем Востоке России, где известны наземные грязевые вулканы. Одним из наиболее крупных, активных и изученных является Южно-Сахалинский грязевой вулкан.

2. В ходе извержений грязевого вулкана на дневную поверхность выбрасываются разжиженные высокоминерализованной водой глинистые породы (сопочные брекчии), средняя температура выбросов не превышает 20 °C.

3. Наблюдения за температурным режимом грифонов Южно-Сахалинского вулкана дает возможность определять аномалии температурного режима, которые могут быть использованы для прогноза землетрясений.

4. Извержения грязевого вулкана не столь катастрофичны, как извержения магматического вулкана и их средообразующие воздействие ограничивается небольшой территорией, но, в то же время, для обоих типов вулканов характерно наличие фаз активности (извержений) и затишья.

5. В результате деятельности грязевых вулканов формируются небольшие по площади, но специфические ландшафты, ярко контрастирующие с основной поверхностью.

6. Грязевое поле вулкана периодически обновляется, а успевший сформироваться на нём растительный покров постоянно нарушается в процессе периодически повторяющейся активности каналов.

7. Проявление грязевого вулканизма зависит от:

• участвующих в процессе факторов (компонентов): газ, вода и слагающие породы.
• строгой приуроченности к крупным современным разломам, на которых вулканы в буквальном смысле «сидят».
• наличия под вулканами и вокруг них горизонта, сложенного илисто-глинистыми породами, способными легко разжижаться при поступлении в них воды и газа с образованием очень подвижной литокластовой массы.

8. Природно-рекреационные ресурсы изучаемой территории очень разнообразны, важно уметь правильно ими пользоваться, охранять и не допустить их истощения.

Я считаю, что цель работы достигнута, задачи выполнены, гипотеза подтвердилась: причинами возникновения грязевого вулкана Южно-Сахалинский являются тектонические движения земной коры, в результате которых глинистая масса, вода и газы, выжимаются на поверхность там, где образовались разрывы, а излившиеся тонны «грязи» представляют интерес для ученых и туристов со всего мира.

Теперь я уверенно могу сказать, что многое знаю об уникальном явлении «грязевой вулканизм» и готова поделиться своими исследованиями, а сделать это можно на уроках географии при изучении темы «Литосфера – каменная оболочка Земли» в рамках краеведения, а также во внеурочной деятельности, организовав классный поход выходного дня, подробный маршрут которого я разработала.

На мой взгляд, осталось еще много не затронутых интересных вопросов, но это уже совершенно другие истории и темы, возможно, моих дальнейших исследований.

Библиографический список

1. Аргентов В.В., Жигулев В.В., Мельников О.А., Патрикеев В.Н. Опыт применения малоглубинной сейсмики для выяснения строения Южно-Сахалинского газоводогрязевого вулкана // Тихоокеан. геология. 2001. Т. 20, № 5. С. 3-11.
2. Дуничев В.М., Литенко Н.Л. Извержение грязевых вулканов Сахалина в 1994 г. // Материалы 32-й науч.- метод. конф. преподавателей ЮСГПИ (апрель 1997 г.). Ч. 2. Южно-Сахалинск: ЮСГПИ, 1997. С. 42-44.
3. Ершов В.В., Левин Б.В., Мельников О.А., Доманский А.В. Проявления Невельского и Горно за водского землетрясений 2006–2007 гг. в динамике грифонной деятельности Южно-Сахалинского газо водо- литокластитового (грязевого) вулкана // Докл. АН. 2008. Т. 423, № 4. С. 533-537.
4. Занюков В.Н., Мельников О.А., Федорченко В.И. Извержение Южно-Сахалинского грязевого вулкана // Геология и геофизика. 1982. № 2. С. 127-130.
5. Литенко Н.Л., Егоров А.Е. Природные условия // Атлас Сахалинской области. – М.: ГУГиК при СМ СССР, 1967. – С. 1–4.
6. Мельников О.А., Ершов В.В., Ким Чун Ун, Сен Рак Се. Некоторые результаты мониторинга Южно-Сахалинского газоводолитокластитового вулкана летом 2005 г. // Вестн. ДВО РАН. 2008. № 4. С. 66-72.
7. Мельников О.А., Сабиров Р.Н. Новые данные о современном состоянии и былой активности Южно-Сахалинского газоводогрязевого вулкана (о. Сахалин) // Тихоокеан. геология. 1999. Т. 18, № 3. С. 37-46.
8. Мельников О.А. Южно-Сахалинский газоводолитокластитовый («грязевой») вулкан – уникальный объект природы на Дальнем Востоке России. Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 2002. 48 с. 93
9. Сайто Ф. Грязевые вулканы вблизи железной дороги Тоехара–Маока на Южном Сахалине // Тигаку дзасси. 1928. Т. 40, № 477. С. 1-5. Яп. яз. 23.
10. Смехов Е.М. Геологическое строение острова Сахалин и его нефтегазоносность. М.; Л.: Гостоптехиздат, 1953. 322 с. 26.
11. Холодов В. Н. Грязевые вулканы: распространение и генезис // Геология и полезные ископаемые мирового океана. - Выпуск № 4. - 2012. - УДK: 55.
12. Цитенко Н.Д. Грязевые вулканы в Дагинском районе о. Сахалина // Тр. ВНИГРИ. 1961. Вып. 181. С. 171-175.
13. Чернышевская З.А. О грязевых вулканах в южной части Сахалина // Тр. СахКНИИ. 1958. Вып. 6. С. 118-130. 32.
14. Шилов В.Н., Захарова М.А.. Ильев А.Я., Подзоров А.В. Извержение Южно-Сахалинского грязевого вулкана весной 1959 г. // Тр. СахКНИИ. 1961. Вып. 10. С. 83-99. 33.

Приложения 1

• Дагинский грязевулканический участок;
• группа Пугачевских грязевыхвулканов и влк. Восточный;
• Южно-Сахалинский грязевой вулкан;
• Лесновский грязевой вулкан

Приложение 2

Общая схема строения грязевого вулкана (Лимонов 2004)

Приложение 3. Туристический маршрут выходного дня

В настоящее время всё большую популярность получает экологический туризм с элементами экотроп, обустройство которых позволяет сделать активный отдых максимально комфортным. Поэтому для прохождения предлагаемого нами маршрута не требуется специальной физической подготовки, он по силам и взрослым, и детям. Совершить поход по маршруту «Грязевой вулкан Южно-Сахалинский» можно в любое время года как пешком и на автомобиле, так и на лыжах зимой и на велосипеде – в теплый период.

Сегодня маршрут, ведущий к грязевому вулкану в окрестностях села Ключи, стал удобнее для туристов. В 2016 г. здесь появились информационные афиши, скамейки и беседки, смотровые площадки, на пешеходной тропе установлены информационные стенды и указатели, которые помогут не сбиться с маршрута, и демонстрируют туристам правила поведения на особо охраняемой природной территории.

Маршрут: станция Новодеревенская – грязевой вулкан Южно-Сахалинский – поселок Ключи.

Район похода: маршрут проходит по территории муниципального образования городской округ «Город Южно-Сахалинск».

Сезон проведения: круглогодично (только летом стоит опасаться медведей и змей!).

Вид туризма: пеший (лыжный, велосипедный, автомобильный).

Продолжительность: 1 день.

Длина маршрута от ст. Новодеревенская: 13,74 км (туда - обратно).

Протяженность: 18 км.

Степень сложности: для участия в пешем маршруте необходима физическая подготовка и выносливость.

Возраст, численность и опыт участников: рекомендуемый возраст участников от 12-ти лет. Для безопасного прохождения маршрута численность группы не должна превышать 30 человек.

Описание маршрута.

Увидеть настоящий грязевой вулкан на Сахалине достаточно просто.

Маршрут к Южно-Сахалинскому грязевому вулкану известен многим путешественникам. Ежегодно это удивительное место посещают многие велосипедисты, туристы-пешеходники, автомобилисты, в том числе иностранные гости, а также школьники, студенты и их преподаватели, которые осуществляют здесь научную деятельность.

Южно-Сахалинский грязевой вулкан находится в 24 км от Южно-Сахалинска. До вулкана можно добраться несколькими способами. Удобнее всего - на машине. По лесным дорогам можно доехать вплоть до самого вулкана. Имейте в виду, что лесные дороги плохо проходимы, поэтому для такой поездки нужен полноприводный джип. На автомобиле нужно доехать до пос. Ключи и далее по лесным дорожкам подниматься в гору.

Поскольку Южно-Сахалинский грязевой вулкан находится в непосредственной близости от города Южно-Сахалинск, то не составит труда добраться до него и общественным транспортом. Для этого необходимо сесть на поезд из Южно-Сахалинска, и выйти на станции «Новая деревня» (время в пути 40 мин.).

Пешеходный маршрут начинается от станции Новодеревенская, до которой можно добраться по знаменитой старой японской железной дороге. От станции Новодеревнская маршрут проходит по дороге с красивейшими пейзажами.

Часть пути проходит по бывшей железной дороге Южно-Сахалинск – Холмск через туннели, поэтому с собой в поход обязательно нужно взять фонарик!

После третьего тоннеля, почти сразу, необходимо повернуть направо, туда ведет хорошо протоптанная тропинка, которая непосредственно приведет к грязевому вулкану. Далее дорога постепенно поднимается в гору. Перед подъемом на вулкан можно остановиться на привал возле чистой реки (перед подъёмом на вулкан). Весь подъем от станции до жерла составляет около 2 часов.

Насладившись природой грязевого вулкана не обязательно возвращаться той же дорогой.

Маршрут можно продолжить по дороге, ведущей до села Ключи. Из поселка Ключи можно уехать без труда рейсовым автобусом до Южно-Сахалинска.

Перед планированием маршрута обязательно следует ознакомиться с расписанием поезда до станции Новодеревенская и расписанием автобусов № 119 и 189 от поселка Ключи!

Список достопримечательностей и объектов туристского показа: главная достопримечательность маршрута – Южно-Сахалинский грязевой вулкан, старая японская дорога с тоннелями и галереями.

Варианты аварийного подъезда, отъезда или выхода с маршрута: c маршрута можно выйти по железной дороге на станцию Новодеревенскую, по реке Алат в п/р Санаторный или на личном, или заказном транспортном средстве выехать в село Ключи.

Места стоянок и их описание: маршрут можно пройти за один день, по желанию можно разбить лагерь на поляне около грязевого вулкана, неподалеку от реки.