Изучение продуктов эксплозивных извержений вулканов Камчатки с помощью гиперспектральных спутниковых данных ИС VolSatView

На Камчатке расположено 30 действующих вулканов, от 3 до 8 из которых ежегодно находятся в состоянии извержения или активизации. Эксплозивные извержения вулканов наиболее опасны для любых сфер деятельности человека, в том числе для полетов современных реактивных самолетов, на Камчатке ежегодно происходит от 4 до 20 таких эруптивных событий с выбросом пеплов до 7-15 км над уровнем моря.
Продукты эксплозивных извержений вулканов разнообразны: выбросы вулканических пеплов и аэрозолей, сопровождающиеся пеплопадами; образование отложений тефры, пирокластических потоков, пирокластических волн и т.д.
В 2011 году совместными усилиями специалистов ИВиС ДВО РАН, ИКИ РАН, ВЦ ДВО РАН и ДЦ НИЦ Планета был создан, введен в опытную эксплуатацию и развивается информационный сервис "Мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил" (VolSatView), позволяющий работать с различными спутниковыми данными среднего и высокого разрешения, а также метео- и наземной инструментальной информацией, для обеспечения вулканологам возможности непрерывного мониторинга и исследования вулканической активности Камчатки.
В настоящее время в различных областях знаний широко применяются данные спутниковых гиперспектрометров, которые позволяют детализировать изображения на основе различных индексов и более точно анализировать и классифицировать изучаемые объекты. В вулканологии данные гиперспектрометра EO-1 Hyperion в последние несколько лет начали использоваться для изучения и анализа структуры: пепловых шлейфов (состояния и изменения их по мере перемещения от вулкана), лавовых потоков, отложений пирокластических потоков, вулканогенных пород разного состава.
Например, анализы пепловых шлейфов вулкана Ключевской показали различные спектральные характеристики в осевой части (наибольшее количество пепла) и на краях пепловых шлейфов. В диапазонах 1000-1300 нм, 1500-1800 нм и 2100-2300 нм значения спектральной отражательной способности краевых (0.10-0.11) частей пеплового шлейфа ниже, чем осевой (0.15-0.17); кроме этого, оба они значительно выше для отложений пепла (0.03) на склонах Ключевского.
Другой пример, при анализе пирокластических пород на склонах вулканов Ключевской (базальты) и Безымянный (андезиты), отмечается следующее: если в спектральном диапазоне 400-900 нм величина спектральной отражающей способности базальтов выше андезитов, то в диапазонах 1500-1800 нм и 2100-2400 нм ее значение в 3-3.5 раза ниже таковой андезитов. Возможно, анализ вулканогенных пород с помощью гиперспектральных данных позволит более детально рассматривать соотношения толщ разного состава в районах вулканов и выявлять последовательность их образования.

Работа выполнялась при поддержке Программ фундаментальных научных исследований государственных академий наук, проектов РФФИ (11-07-12026-офи-м-2011, 13-07-12180_офи_м-2013) и Целевой программы ДВО РАН “Спутниковый мониторинг Дальнего Востока для проведения фундаментальных научных исследований Дальневосточного отделения РАН”.