Рельефообразование в геотермальных районах Курило-Камчатского региона: геологические условия и геоморфологические эффекты

Результаты многолетних геологических и геоморфологических полевых работ на островах Кунашир, Итуруп, Парамушир, а также на полуострове Камчатка показали, что на термальных полях и прилегающих к ним территориях наблюдается значительная активность денудационных процессов, в первую очередь, склоновых и эрозионных. Данные проведенных лабораторных исследований свидетельствуют, что в результате газогидротермальной проработки пород на подобных территориях происходит кардинальное изменение их состава, сопровождающееся разуплотнением и снижением прочностных свойств. Все это способствует гравитационному смещению значительных объемов материала на склонах, часто с перегораживанием русел водотоков. Развитие склоновых процессов дополнительно активизируется при наличии выходов термальных вод и за счет прогрева грунтов. В геотермальных районах многочисленны следы селей, причем нередко асезонных. В результате активизации линейной эрозии на обнаженных склонах могут формироваться участки бедлендов. Водотоки, дренирующие термальные поля, выносят значительное количество взвешенного и растворенного материала. Все это приводит к увеличению скорости денудации и формированию эрозионно-денудационных воронок и денудационных котловин на участках гидротермальных взрывов, а также к аномальному расширению долин водотоков в пределах термальных полей по сравнению с фоновыми участками. Данные наблюдений подтверждают и такой интересный феномен, как колебания топографической поверхности в пределах геотермальных зон, обусловленные как естественной миграцией термальных флюидов, так и их использованием при эксплуатации термальных месторождений. Очевидна необходимость продолжения исследований геотермальных районов Курило-Камчатского региона с использованием широкого спектра не только геологических, но и геоморфологических и картографических методов, в том числе применение новейших технологий, таких как радиолокационная интерферометрия.

1. Балдина Е.А., Лебедева Е.В., Аникина Н.В. Активность геоморфологических процессов на склонах речных долин в условиях газогидротермальных проявлений (по разновременным снимкам и ЦМР) // ИнтерКарто. ИнтерГИС. 2023. Т. 29. Ч. 1. С. 272–287. https://doi.org/10.35595/2414-9179-2023-1-29-272-287

2. Вулканизм, гидротермальный процесс и рудообразование / ред. С.И. Набоко. М.: Недра, 1974. 264 с.

3. Двигало В.Н., Мелекесцев И.В. Геолого-геоморфологические последствия катастрофических обвальных и обвально-оползневых процессов в Камчатской Долине гейзеров (по данным аэрофотограмметрии) // Вулканология и сейсмология. 2009. № 5. С. 24–37.

4. Калачева Е.Г. Ультракислые сульфатно-хлоридные воды вулкано-гидротермальных систем Курильских островов. Автореф. дисс. … д-ра геол-мин. наук. Новосибирск: ИГиМ, 2025. 43 с.

5. Калачева Е.Г., Таран Ю.А. Роль гидротермальных систем Курильской островной дуги в выносе магматических компонентов // Вулканизм и связанные с ним процессы: матер. XX науч. конф., посвящ. Дню Вулканолога. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2017. С. 169–172.

6. Камчатка, Курильские и Командорские острова: История развития рельефа Сибири и Дальнего Востока / ред. И.В. Лучицкий. М.: Наука, 1974. 440 с.

7. Лебедева Е.В. Виды воздействия вулканической и поствулканической деятельности на флювиальный рельеф // Геоморфология. 2019. № 4. С. 49–66. https://doi.org/10.31857/S0435-42812019449-66

8. Лебедева Е.В. Влияние газогидротермальной деятельности на формирование рельефа речных долин геотермальных зон // Геоморфология. 2022. Т. 53. № 5. С. 116–126. https://doi.org/10.31857/S043542812205008X

9. Лебедева Е.В., Балдина Е.А., Черноморец С.С., Котенков А.В. Оползне- и селеформирование в долине р. Гейзерной (Камчатка, Россия): причины и возможности потенциальной активизации // Изв. РАН. Сер. геогр. 2025. Т. 89. № 4. С. 650–668.

10. Лебедева Е.В., Захаров А.Л., Котенков А.В. Формирование террас в долине реки с активными газогидротермальными проявлениями (на примере р. Гейзерной, п-ов Камчатка) // Геоморфология и палеогеография. 2024. Т. 55. № 3. С. 123–145. https://doi.org/10.31857/S2949178924030071

11. Лебедева Е.В., Сугробов В.М., Чижова В.П., Завадская А.В. Долина р. Гейзерной (Камчатка): гидротермальная деятельность и особенности рельефообразования // Геоморфология. 2020. № 2. С. 60−73. https://doi.org/10.31857/S0435428120020066

12. Леонов В.Л. Обвал и оползень, произошедшие 4 января 2014 г. в Долине Гейзеров, Камчатка, и их последствия // Вестн. КРАУНЦ. Науки о Земле. 2014. № 1. Вып. 23. С. 7–20.

13. Мелекесцев И.В. Вулканизм и рельефообразование. М.: Наука, 1980. 212 с.

14. Пинегина Т.К., Делемень И.Ф., Дрознин В.А. и др. Камчатская Долина Гейзеров после катастрофы 3 июня 2007 г. // Вестн. ДВО РАН. 2008. № 1. С. 33–44.

15. Сугробов В.М., Сугробова Н.Г., Дрознин В.А., Карпов Г.А., Леонов В.Л. Жемчужина Камчатки — Долина Гейзеров. Научно-популярный очерк, путеводитель. Петропавловск-Камчатский: Камчатпресс, 2009. 108 с.

16. Фролова Ю.В. Скальные грунты и методы их лабораторного изучения. М.: КДУ, 2015. 220 с.

17. Фролова Ю.В., Гвоздева И.П., Чернов М.С., Кузнецов Н.П. Инженерно-геологические аспекты гидротермальных преобразований туфогенных пород Долины гейзеров (полуостров Камчатка) // Инженерная геология. 2015. № 6. С. 30–42.

18. Фролова Ю.В., Зеркаль О.В., Большаков И.Е. Гидротермальные преобразования пород как фактор развития оползневых процессов в геотермальных районах Курило-Камчатской островной дуги // Грунтоведение. 2023. № 2. С. 36−43. https://doi.org/10.53278/2306-9139-2023-2-21-36-43

19. Фролова Ю.В., Ладыгин В.М., Рычагов С.Н. Инженерно-геологические особенности гидротермально-метасоматических пород Камчатки и Курильских островов // Инженерная геология. 2011. № 1. С. 48–64.

20. Чернов М.С., Ермолинский А.Б., Соколов В.Н., Разгулина О.В. Особенности активизации склоновых процессов в массивах глинистых грунтов термальных полей Южной Камчатки // Сергеевские чтения. Фундаментальные и прикладные вопросы инженерной геодинамики: матер. годичной сессии Науч. совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии / ред. Е.А. Вознесенский, В.И. Осипов. М.: Геоинфо, 2023. Вып. 24. С. 77–80.

21. Ширшова В.Ю., Балдина Е.А., Лебедева Е.В. Опыт применения метода дифференциальной интерферометрии для определения смещений земной поверхности в Узон-Гейзерной вулкано-тектонической депрессии по данным sentinel-1a за 2017– 2022 годы // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 4. С. 133–146. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2023-20-4-133-146

22. Школьный Д.И., Цыпленков А.С., Лебедева Е.В., Ефимова Л.Е. Внутригодовые изменения водного, твердого и растворенного стока реки Гейзерной // Вулканизм и связанные с ним процессы: матер. XXVIII ежегод. науч. конф., посвящ. Дню вулканолога. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2025. С. 398–401.

23. Browne P.R.L., Lawless J.L. Characteristics of hydrothermal eruptions, with examples from New Zealand and elsewhere // Earth-Sci. Rev. 2001. Vol. 52. P. 299–331.

24. Frolova J.V., Chernov M.S., Rychagov S.N., et al. The influence of hydrothermal argillization on the physical and mechanical properties of tuffaceous rocks: a case study from the Upper Pauzhetsky thermal field, Kamchatka // Bull. Eng. Geol. Environ. 2021. Vol. 80. P. 1635–1651. https://doi.org/10.1007/s10064-020-02007-2

25. Frolova J.V., Ladygin V.M., Rychagov S.N., Zukhubaya D.Z. Effects of hydrothermal alterations on physical and mechanical properties of rocks in the Kuril-Kamchatka island arc // Inzh. Geol. 2014. Vol. 183. P. 80–95. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2014.10.011

26. Hooper A., Zebker H., Segall P., Kampes B. A new method for measuring deformation on volcanoes and other natural terrains using InSAR persistent scatterers // Geoph. Res. Let. 2004. Vol. 31. № 23. L23611. https://doi.org/10.1029/2004GL021737

27. Hutter G. Geothermal Power Generation in the World 2015–2020 Update Report: Proceedings Worlds Geothermal Congress — 2020+1. Reykjavik, 2021. https://www.geothermal-energy.org/pdf/IGAstandard/WGC/2020/01017.pdf

28. Kalacheva E., Kotenko T., Voloshina E. Chemical weathering fluxes from Paramushir volcanic island (Kuril Island arc, Russia). E3S Web Conf. 2019. Vol. 98. Art. 08007. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20199808007

29. Kiryukhin A., Rutqvist J., Maguskin M. Modeling of the vertical deformations during exploitation of the Mutnovsky Geothermal Field, Kamchatka, Russia: Proceedings World Geothermal Congress 2015. Melbourne, Australia, 2015. https://www.geothermal-energy.org/pdf/IGAstandard/WGC/2015/22086.pdf

30. Koros W., O’Sullivan J., Pogacnik J., et al. Variability of geotechnical properties of materials within Wairakei subsidence bowl, New Zealand / Proceedings 37th New Zealand Geothermal Workshop. New Zealand, Taupo, 2015. P. 1–8.

31. Lebedeva E.V., Baldina E.A., Medvedev A.A. Dynamics of slope processes in the Geysernaya river valley (Kamchatka) according to the data of interpretation of multi-temporal space images // Dokl. Earth Sci. 2022. Vol. 507. № 1. P. S9–S18. https://doi.org/10.1134/S1028334X22601262

32. Lebedeva E.V., Chernomorets S.S. Debris flow activity and specific features of debris flow formation in the Geysernaya River valley (Kamchatka) // Rus. J. Pacific Geol. 2024. Vol. 18. № 1. P. S15–S27. https://doi.org/10.1134/S1819714024700179

33. Lebedeva E.V., Zharkov R.V. Accumulative Landforms in Valleys with Gas-Hydrothermal Occurrences (from the Example of Watercourses of Some Volcanic Massifs in the Kuril-Kamchatka Region) // Dokl. Earth Sci. 2022. Vol. 506. Part 3. P. 7–18. https://doi.org/10.1134/S1028334X22700131

34. Loche M., Scaringi G. Temperature and shear-rate effects in two pure clays: Possible implications for clay landslides // Results Eng. 2023. Vol. 20. Art. 101647. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2023.101647

35. Lund J.W., Toth A.N. Direct utilization of geothermal energy 2020 worldwide review: proceedings World Geothermal Congress 2020+1. Reykjavik, Iceland, 2021. https://www.geothermal-energy.org/pdf/IGAstandard/WGC/2020/01018.pdf

36. Romero J.E., Polacci M., Watt S., et al. Volcanic lateral collapse processes in mafic arc edifices: a review of their driving processes, types and consequences // Front. Earth Sci. 2021. № 9. 23 p. https://doi.org/10.3389/feart.2021.639825

37. Rouwet D., Sandri L., Marzocchi W., et al. Recognizing and Tracking Volcanic Hazards Related to NonMagmatic Unrest: a Review // J. Appl. Volcanol. 2014. Vol. 3. № 17. P. 1–17.

38. Scaringi G., Loche М. A thermo-hydro-mechanical approach to soil slope stability under climate change // Geomorph. 2022. Vol. 401. Art. 108108. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2022.108108

39. Voight B. Causes of landslides: Conventional factors and special considerations for geothermal sites and volcanic regions // Trans.-Geotherm. Resour. Counc. 1992. Vol. 16. P. 529–533.

40. White P.J., Lawless J.V., Terzaghi S., Okada W. Advances in subsidence modelling of exploited geothermal fields / Proceedings World Geothermal Congress 2005. Turkey, Antalya, 2005. https://www.geothermal-energy.org/pdf/IGAstandard/WGC/2005/0222.pdf (accessed 28.07.2025).

41. Zerkal O.V., Gvozdeva I.P. Landslide activity and landslide hazard in Geyser Valley (Kamchatka Peninsula, Russia) / Natural hazards and risk research In Russia: Innovation and discovery In Russian science and engineering. Switzerland: Springer Int. Publ., 2019. Vol. 1. P. 317–344.