Crater Lakes of the Vernadsky Ridge of Paramushir Island (Kuril Islands): Water Balance and Dynamics

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The paper considers the water balance of cold and hot crater lakes of the Vernadsky ridge on Paramushir Island. Precipitation was measured at the height of the craters to calculate the incoming part. A necessary condition for the existence of permanent cold crater lakes with precipitation of ~ 4660 mm per hydrological year is a catchment area of more than 60 thousand m2. The evolution of lakes in the craters of the active Ebeko volcano is presented. The volcanic contribution (inflow of water and/or steam of volcanic origin) to thermal lakes in previous periods of time and in the current state of the volcano has been estimated. In the long term, the Middle Crater and the Korbut crater are suitable for the formation of hot lakes. Until the end of the current eruption in the Korbut crater, the formation of a lake in it is impossible. In the post-eruptive period, with an estimated crater diameter of 250 ± 50 m, a volcanic inflow of 8–13 kg/s will be sufficient for the equilibrium existence of a lake with a temperature of 35°C and a mirror area of 25 thousand m2. Volcanic steam has been entering the lake in the Middle Crater since 2017, but the lake remains cold. The volcanic inflow should be 5 ± 2 kg/s in order to achieve a balance equilibrium for a lake with a temperature of 35°C and a mirror area of 25 thousand m2.

About the authors

T. A. Kotenko

Institute of Volcanology and Seismology of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: sinarka2017@mail.ru
Russian Federation, 9, Piip Blvd., Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006

References

  1. Башарина Л.А., Храмова Г.Г. Состояние вулкана Эбеко в 1966–1967 гг. // Бюлл. вулканол. станций. 1971. № 47. C. 44–51.
  2. Бернгард Р.П. Горные волны как особо опасное аэрологическое явление над Курильскими островами // Курильские острова (природа, геология, землетрясения, вулканы, история, экономика) / Отв. ред. Т.К. Злобин, М.С. Высокова. Южно-Сахалинск: Сахалинское книжное изд-во, 2004. С. 152–156.
  3. Вакин Е.А., Сугробов В.М. Гидрогеологические особенности вулканических структур и современные гидротермальные системы // Гидрогеология СССР: Камчатка, Курильские и Командорские острова. 1972. Т. ⅩⅩIX. С. 169–196.
  4. Власов Г.М. Особенности кратерно-озерных отложений // Бюлл. МОИП. 1960. Т. 35. № 6. С. 95–109.
  5. Гавриленко Г.М. Гидрологическая модель кратерного озера вулкана Малый Семячик (Камчатка) // Вулканология и сейсмология. 2000. № 6. С. 1–11.
  6. Гляциологический словарь / Под ред. В.М. Котлякова. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 528 с.
  7. Горшков Г.С. Действующие вулканы Курильской островной дуги // Тр. Лаборатории вулканологии. 1958. Вып. 13. C. 5–71.
  8. Горшков Г.С. Каталог действующих вулканов Курильских островов // Бюлл. вулканол. станций. 1957. № 25. C. 96–178.
  9. Дюнин А.К. Механика метелей. Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1963. 378 с.
  10. Зеленов К.К., Ткаченко Р.П., Канакина М.Л. Перераспределение рудообразующих элементов в процессе гидротермальной деятельности влк. Эбеко (о. Парамушир) // Тр. ГИН АН СССР. 1965. Вып. 141. С. 140–167.
  11. Иванов В.В. Современная гидротермальная деятельность вулкана Эбеко на острове Парамушир // Геохимия. 1957. № 1. C. 63–76.
  12. Котенко Т.А., Калачева Е.Г. Гидрологический и гидрохимический режим кратерного озера вулкана Эбеко (1951–2020 гг.), о. Парамушир // Материалы XXIV региональной научной конференции “Вулканизм и связанные с ним процессы”, посвященной Дню вулканолога, 29−30 марта 2021 г. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2021. С. 125–128.
  13. Котенко Т.А., Котенко Л.В. Гидротермальные проявления и тепловой поток вулканов Эбеко и Крашенинникова (о. Парамушир, Курильские о-ва) // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2006. № 1. С. 129–137.
  14. Котенко Т.А., Котенко Л.В. Новое озеро в кратере Корбута вулкана Эбеко (о. Парамушир, Курильские острова) // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2022. № 1. Вып. 53. С. 5–11. https://doi.org/10.31431/1816-5524-2022-1-53-5-11
  15. Котенко Т.А., Котенко Л.В., Сандимирова Е.И. и др. Извержение вулкана Эбеко в январе–июне 2009 г. (о. Парамушир, Курильские острова) // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2010. № 1. Вып. 15. С. 56–68.
  16. Котенко Т.А., Мельников Д.В., Тарасов К.В. Газовая эмиссия вулкана Эбеко (Курильские острова) в 2003–2021 гг.: геохимия, потоки и индикаторы активности // Вулканология и сейсмология. 2022. № 4. С. 31–46. https://doi.org/10.31857/S0203030622040058
  17. Котенко Т.А., Смирнов С.З., Тимина Т.Ю. Активность вулкана Эбеко в 2022 г.: механизм и продукты извержения // Вулканология и сейсмология. 2023. № 4. С. 3–22. https://doi.org/10.31857/S0203030623700244
  18. Лавров С.А. Влияние метеофакторов, свойств снега и климатических изменений на испарение с поверхности снежного покрова // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2023. № 3. С. 63–88. https://doi.org/10.35567/19994508_2023_3_5
  19. Меняйлов И.А., Никитина Л.П., Храмова Г.Г. Газо-гидротермальное извержение вулкана Эбеко в феврале–апреле 1967 г. // Бюлл. вулканол. станций. 1969. № 45. С. 3–6.
  20. Меняйлов И.А., Никитина Л.П., Шапарь В.Н. Особенности химического и изотопного состава фумарольных газов в межэруптивный период деятельности вулкана Эбеко // Вулканология и сейсмология. 1988. № 4. C. 21–36.
  21. Мусаелян Ш.А. Волны препятствий в атмосфере. Л.: ГИМИЗ, 1962. 144 с.
  22. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Сахалинская область. СПб.: Гидрометеоиздат, 1990. Сер. 3. Вып. 34. 351 с.
  23. Нехорошев А.С. Геотермические условия и тепловой поток вулкана Эбеко на о-ве Парамушир // Бюлл. вулканол. станций. 1960. № 29. С. 38–46.
  24. Новейший и современный вулканизм на территории России / Отв. ред. Н.П. Лаверов. М.: Наука, 2005. 604 с.
  25. Опыт комплексного исследования района современного и новейшего вулканизма (на примере хр. Вернадского, о. Парамушир) // Тр. СахКНИИ СО АН СССР / Отв. ред. С.И. Набоко. Южно-Сахалинск: Дальневосточное книжное изд-во, 1966. Вып. 16. 208 с.
  26. Постников А.Н. Испарение с поверхности снежного покрова за период его залегания на территории России // Ученые записки РГГМУ. 2016. № 42. С. 55–63.
  27. Рыбак О.О., Рыбак Е.А., Корнева И.А. Описание переноса и накопления снега в математической модели поверхностного баланса массы горного ледника. Часть I. Теория, базовые алгоритмы и тестирование // Системы контроля окружающей среды. 2019. Вып. 37. № 3. С. 70–78. https://doi.org/10.33075/2220-5861-2019-3-70-78
  28. Сидоров С.С. Активизация вулкана Эбеко в 1963–1964 гг. и эволюция его гидротермальной деятельности в предшествующий период // Бюлл. вулканол. станций. 1966. № 40. С. 61–69.
  29. Скрипко К.А., Филькова Е.М., Храмова Г.Г. Состояние вулкана Эбеко летом 1965 г. // Бюлл. вулканол. станций. 1966. № 42. C. 42–55.
  30. Сучков В.Е. Энергия оледенения ледников о. Парамушир (Курильские острова) // Материалы гляциологических исследований. 1999. Вып. 87. С. 196–201.
  31. Указания по расчету испарения с поверхности водоемов. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. 84 с.
  32. Храмова Г.Г. Влияние усиления активности вулкана Эбеко на состав вод озера Горячего // Гидротермальные минералообразующие растворы областей активного вулканизма. Новосибирск: Наука, 1974. C. 62–67.
  33. Храмова Г.Г. Кратерно-озерные отложения: динамика формирования (на примере вулкана Эбеко). Владивосток: ДВО АН СССР, 1987. 136 с.
  34. Barry R.G. Mountain weather and climate. London: Cambridge University Press, 2008. 505 p.
  35. Belousov A., Belousova M., Auer A. et al. Mechanism of the historical and the ongoing Vulcanian eruptions of Ebeko volcano, Northern Kuriles // Bull. Volcanol. 2021. V. 83. № 4. https://doi.org/10.1007/s00445-020-01426-z
  36. Bruintjes R.T., Clark T.L., Hall W.D. Interactions between topographic air-flow and cloud/precipitation development during the passage of a winter storm in Arizona // J. Atmos. Sci. 1994. V. 51. P. 48–67.
  37. Harris A.J.L., Lodato L., Dehn J., Spampinato L. Thermal characterization of the Vulcano fumarole field // Bull. Volcanol. 2009. V. 71. P. 441–458. https://doi.org/10.1007/s0044 5-008-0236-8
  38. Hirayama Y., Okawa A., Nakamachi K. et al. Estimation of water seepage rate in the active crater lake system of Kusatsu-Shirane volcano, Japan, using FDNPP derived radioactive cesium as a hydrological tracer // J. Environ. Radioact. 2020. V. 218. № 106257. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2020.106257
  39. Hochstein M.P., Bromley C.J. Steam cloud characteristics and heat output of fumaroles // Geothermics. 2001. V. 30. P. 547–559.
  40. Hurst T., Hashimoto T., Terada A. Crater Lake energy and mass balance // Volcanic Lakes / Eds D. Rouwet et al. Berlin, Heidelberg: Springer, 2015. Р. 307–322. https://doi.org/10.1007/978-3-642-36833-2_3
  41. Minder J.M., Durran D.R., Roe G.H., Anders A.M. The climatology of small scale orographic precipitation over the Olympic mountains: Patterns and processes // Q. J. R. Meteorol. Soc. 2008. V. 134(633). P. 817–839. https://doi.org/10.1002/qj.258
  42. Pasternack G., Varekamp J.C. Volcanic Lake systematics, I. Physical constraints // Bull. Volcanol. 1997. V. 58. P. 528–538.
  43. Ryan P.J., Harleman D.R., Stolzenb K.D. Surface heat loss from cooling ponds // Water Resour. Res. 1974. V. 10. P. 930–938.
  44. Terada А., Hashimoto Т., Kagiyama Т. A water flow model of the active crater lake at Aso volcano, Japan: fluctuations of magmatic gas and groundwater fluxes from the underlying hydrothermal system // Bull. Volcanol. 2012. V. 74. P. 641–655. https://doi.org/10.1007/s00445-011-0550-4

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».