Катастрофическое эксплозивное извержение, происшедшее 1700-1800 14С-лет назад на вулкане Ксудач - крупнейшее плинианское извержение нашей эры (18-19 км3 пирокластики: 15 км3 тефры, 3-4 км3 материала пирокластических потоков; размер кальдеры обрушения 4 x 6,5 км, объем полости 6,5-7 км3) и последнее кальдерообразующее извержение в Курило-Камчатском регионе с высотой эруптивной колонны, достигшей 23 км. По типу и параметрам оно сходно с извержением вулкана Кракатау в 1883 г. Ось пеплопада была направлена на север. Тефра прослежена на расстояние более 1000 км. Извержение началось как фреато-магматическое, затем процесс приобрел ритмический характер: в каждом ритме за первичным выбросом пемзовой тефры следовало формирование пирокластических потоков длиной до 20 км, сопровождавшихся пирокластическими волнами пепловых облаков. Продукты извержения имели риолит-дацитовый состав, который оставался неизменным в ходе извержения. На посткальдерной стадии, при формировании в кальдере конуса Штюбеля, на поверхность стал поступать андезитобазальтовый материал. Предполагается, что спусковым механизмом для начала извержения было внедрение свежей магмы основного состава и смешение ее с кислой магмой существовавшего ранее очага. Извержение должно было оказать влияние на климат и состояние озонового слоя Земли и найти отражение в виде кислотного пика в Гренландском ледниковом щите.

На основании детальных сейсмологических наблюдений 1962—1994 гг. исследованы глубинное строение, геометрия сейсмофокального слоя, система магматического питания вулкана Шивелуч, особенности сейсмических проявлений в земной коре и верхней мантии в ходе экструзивно-эксплозивного извержения 1980—1994 гг., рассмотрены вопросы прогноза извержений. Показано, что под вулканом Шивелуч на глубинах 100—200 км сейсмофокальный слой падает под углом 70°. На основании выявленной взаимосвязи сейсмичности на глубинах 105—120 км с фазой экструзивного извержения вулкана в 1980—1994 гг. сделан вывод, что на глубинах не менее 100 км происходит выплавление первичных магм, периодически подпитывающих коровый очаг. Показано, что усиление экструзивно-эксплозивной деятельности вулкана предваряется и сопровождается увеличением числа и энергии вулканических землетрясений как непосредственно под куполом, так и в зонах коровых разломов северо-западного простирания. Описан методический подход, использованный при прогнозе наиболее сильного после 1964 г. извержения вулкана Шивелуч в апреле 1993 г. Дан среднесрочный прогноз возможного усиления активности вулкана в апреле — июле 1995 г.

Рассмотрена задача об условиях нарушения сплошности среды, окружающей магматический очаг сферической формы, под воздействием избыточного внутреннего давления в нем. Условия нарушения сплошности формулируются на основе энтропийного критерия разрушения, построенного на базе модели ползучести, предложенной С. К. Годуновым. Найдены соотношения, определяющие критическую величину давления в очаге и время достижения критического состояния. Рассмотрены возможности применения этих результатов для прогнозирования вулканических извержений.

Уточнены имеющиеся в литературе и получены новые количественные показатели вулканических центров Камчатки с длительностью развития 350-700 ... 1500-2500 тыс. лет: общий объем вулканитов, средняя продуктивность, продолжительность формирования и др. Впервые рассчитан баланс вещества; оценены абсолютные объемы основных, средних и кислых пород и их соотношения в процентах от всей массы продуктов извержений. Получены расчетные средние показатели для камчатского долгоживущего центра в отдельных вулканических зонах и по региону Камчатки в целом. Выявлены главные вулканические и магматические центры с наивысшей суммарной продуктивностью. Показана решающая роль основных магм в вулканическом процессе и структурообразовании.

Реконструированы и датированы 14С-методом четыре плинианских извержения вулкана Ксудач, сформировавших три кальдеры обрушения: KCi и кальдеру V - 1700-1800 л. н.; КС2 + КС3 и кальдеру IV - 6000-6100 л. н.; КС4 и кальдеру III 8700-8800 л. н. Самым мощным было извержение KCi: 18-19 км3 пирокластики, высота эруптивной колонны до 23 км. Объем продуктов извержений КС2 + КС3 - 10-11 км3, КС4 - не менее 1,5-1,7 км3. Размеры кальдер: V - 4 X 6,5 км, IV - 5x6 км, поперечь III - предположительно 2-3 км. Вынос ювенильной пирокластики в ходе извержений было ритмичным. Каждый ритм начинался выбросом тефры, а завершался формированием пирокластических потоков. Состав продуктов варьировал от андезитов до риодацитов: КС2 и КС4 - преимущественно андезиты, КС3 - дациты и риодациты, KCi - риодацит. Предполагается, что "спусковой механизм" для начала всех кальдерообразующих извержений - внедрение свежей сильно нагретой магмы основного состава и смешение ее с остывающей кислой магмой существовавшего ранее очага. В соответствии со своими масштабами извержения должны были оказать влияние на климат и озоновый слой 3емли и найти отражение в виде кислотных пиков в Гренландском ледниковом щите.

Впервые обнаружены, описаны и датированы 14С-методом следы пяти катастрофических лахаров, связанных с субсинхронно происходившими извержениями вулканов Авачинский (сильные эксплозии с большеобъемными выбросами ювепилыюй пирокластики) и Корякский (мощные побочные лавовые излияния). Проведена их реконструкция. 14С-возраст лахаров от 3500 до 3200 лет назад, календарный - от 1900 до 1500 г. до н. э. По силе, степени опасности, интенсивности воздействия на природную среду эти лахары намного превосходили лахары, порожденные историческими (XIX-XX вв.) извержениями обоих вулканов. Ими вызвано, в частности, значительное (на 1-3 км) перемещение к ЮЗ русла крупнейшей водной артерии Юго-Веточной Камчатки - реки Авача в ее нижнем течении.