A tephrostratigraphic and petrological study of the Chikurachki (1816 m)-Tatarinov-Lomonosov volcanic chain (CTL volcanic chain) and Fuss (1772 m), located at the southern part of Paramushir Island in the northern Kurile Islands, was carried out to reveal the explosive eruption history during the Holocene and the temporal change of the magma systems of these active volcanoes. Tephra successions were described at 54 sites, and more than 20 major eruptive units were identified, consisting of pumice fall, scoria fall and ash fall deposits, each of which are separated by paleosol or peat layers. The source volcano of each recognized tephra layer was confirmed by correlation with proximal deposits of each eruption center with respect to petrography and whole-rock and glass chemistry. The age of each layer was determined by radiocarbon dating and the stratigraphic relationship with the dated, widespread tephra from Kamchatka according to the thickness of paleosols bracketed between tephra layers. The Holocene activity in this region was initiated by eruptions from the Tatarinov and Lomonosov volcanoes. After the eruptions, the Fuss and Chikurachki volcanoes started their explosive activities at ca. 7.5 ka BP, soon after the deposition of widespread tephra from the Kurile Lake caldera in southern Kamchatka. Compared with Fuss located on the back-arc side, Chikurachki has frequent, repeated explosive and voluminous eruptions. Whole-rock compositions of the rocks of the CTL volcanic chain and Fuss are classified into medium-K and high-K groups, respectively. These suggest that magma systems beneath the CTL volcanic chain and Fuss differ from each other and have been independently constructed. The rocks of the Chikurachki volcano are basalt-basaltic andesite and have gradually evolved their chemical compositions; when graphed on a SiO2-oxide diagram, these form smooth trends from mafic to more felsic. This suggests that the magma system evolved mainly by fractional crystallization. In contrast, matrix glass chemistries for Fuss pumices are distinct for each eruption and show different K2O levels on a SiO2-K2O diagram. This implies that the magma system of Fuss has been frequently replaced. Both volcanoes have been active under the same subduction system. However, the Chikurachki volcano will continue eruptive activity under a stable magma system with a higher magma discharge rate, whereas Fuss may continue construction with an intermittent supply of distinct, small magma batches.

The evolution of the Quaternary Kekuknai volcanic massif (the western flank of the Sredinnyi Range in Kamchatka) has been subdivided into five stages: (I) the pre-caldera trachybasalt- basaltic andes- ite, (2) the extrusive trachyandesite-trachydacite, (3) the early trachybasalt, (4) the middle hawaiite- mugearite (with occasional occurrences of basaltic andesites), and (5) the late trachybasalt-hawaiite- mugearite (with occasional andesites) of areal volcanism. On the basis of petrologic data we identified the island arc and the intraplate geochemical types of rocks in the massif. The leading part in petrogenesis was played by dynamics of the fluid phase with a subordinated role of fractional crystallization and hybridism. Successive saturation of rocks with the fluid phase in the course of melt evolution stopped at the time of caldera generation when most fluid mobile elements and silica had been extracted. The geological and petrologic data attest to the formation of the massif in the environment of a backarc volcanic basin during the beginning of rifting with active participation of mantle plume components.

Oil shows from the thermal springs of the Uzon volcano caldera have been studied by gas chromatography–mass spectrometry methods. Based on the composition and distribution of biomarker molecules, their genetic identity with the organic matter of Pliocene–Quaternary deposits has been established. It has been shown that the Uzon caldera is a unique natural laboratory of the present-day oil formation from the organic matter of Pliocene–Quaternary sediments. It has been stated that attempts to consider the compounds forming these oil shows as a product of hydrothermal abiogenic synthesis are absolutely unfounded.

Большая часть Камчатки покрыта почвенно-пирокластическим чехлом, который представляет собой непрерывно накапливающийся "слоёный пирог", состоящий из горизонтов тефры и погребенных почв. Пеплы крупнейших извержений образуют чёткие маркирующие прослои во вмещающих отложениях, которые прослеживаются на огромных территориях. Толща между маркирующими прослоями пеплов имеет также пирокластическую природу и включает как продукты менее мощных или дальних извержений, так и вторично переотложенные пеплы [2]. В данной работе представлены результаты исследования физико-химических свойств вулканических пеплов, представленных как пеплами-маркерами, так и неопознанной тефрой.
В работе использовались следующие экспериментальные методы исследования:
- гранулометрический состав определялся пипеточным методом (ГОСТ…).
- теплопроводные характеристики вулканических пеплов определяли методом регулярного режима I рода [7].
- фазовый состав влаги и температура начала замерзания определялись криоскопическим и контактным методами [7].
- минеральный анализ определен на ИК-спектрометре ФСМ-1201 (Россия) в интервале 400-4000 cм-1 при комнатной температуре. Спектральное разрешение составляло 2,0 cм-1, абсолютная калибровочная ошибка волнового числа - не больше ±0,1 cм-1 [6]. Состав стекол этих пеплов был проанализирован на микрозонде "Jeol JSM-6480LV", энергодисперсионным спектрометром "INCA-Energy 350" (окно ATW-2) в Лаборатории локальных методов исследования вещества МГУ.
Были исследованы образцы вулканического пепла, отобранные в районе Ключевской группы вулканов и в долине р. Камчатка, в диапазоне высот 129-1650 м. Почти все пеплы относятся к голоценовым, за исключением образца, отобранного из отложений озерных диатомовых глин яра Половинка в долине р. Камчатки, возраст которых относится ко второй половине раннего плейстоцена (Q21). Образец представляет собой белый рыхлый витрокластический пепел кислого состава.
Согласно ГОСТ 25100-95 по гранулометрическому составу вулканические пеплы относятся к пескам пылеватым. По содержанию SiO2 вулканическое стекло исследуемых пеплов относится к трем типам: риолитовый, андезитовый и базальтовый. Согласно данным ИК-спектроскопии в камчатских пеплах с андезитовым и базальтовым стеклом был найден аллофан, с риолитовым стеклом - опал (аллофан - аморфный слоистый алюмосиликат, опал - минерал подкласса гидроксидов, не является глинистым минералом).
Получены следующие результаты исследования физ.-хим. свойств рассматриваемых пеплов.
Фазовый состав влаги. Впервые в наших исследованиях был получен фазовый состав влаги (т.е. содержание льда, незамерзшей воды и пара) в мерзлых вулканических пеплах Камчатки (ссылки на наши работы). Наиболее важная характеристика фазового состава влаги в мёрзлой породе - зависимость содержания незамерзшей воды Ww от температуры t. Экспериментально установлены зависимости содержания незамерзшей воды от температуры для мёрзлых вулканических пеплов в диапазоне температур от 0 до -15 оС, содержание Ww при температуре ниже -3 оС изменяется незначительно. Установлено, что, например, при температуре определения теплофизических характеристик -10оС в исследуемых образцах содержание незамерзшей воды изменяется от 0 до 11%. Это связано с преобразованием вулканического стекла и появлением глинистых минералов (аллофанов). Последние характеризуются большой удельной поверхностью, что и определяет появление разного количества незамерзшей воды.
Теплопроводные свойства. Получены экспериментальные данные по изучению теплопроводности вулканических пеплов для талого и мерзлого состояния в широком диапазоне влажности и плотности (ссылки на наши работы). При изменении влажности от 0 до 78% и плотности скелета ?d от 0,7 до 1,7 г/см3 коэффициент теплопроводности ? закономерно увеличивается от 0,13 до 1,0 Вт/(м·К) в талом и от 0,14 до 1,27 Вт/(м·К) в мерзлом состоянии. При этом не смотря на то, что вулканические пеплы по гранулометрическому составу относятся к пескам пылеватым, они очень сильно отличаются от последних. Так, сравнение данных по теплопроводности для вулканогенно-обломочных и осадочных дисперсных пород показало, что вулканические дисперсные породы имеют очень низкую теплопроводность как в талом, так и в мерзлом состоянии, что объясняется многими причинами, например, разностью теплопроводностей скелета пород (теплопроводности кварца и вулканического стекла отличаются в 3-4 раза), так и формой самих частиц.
Засоленность. Анализ засоленности пеплов показал, что по ГОСТ 25100-95 все исследованные пеплы, за исключением образца, отобранного из яра Половинка, относятся к незасоленным, суммарное содержание легкорастворимых солей в них около 0,02-0,03%; пепел из яра относится к сильно засоленным. По результатам химического анализа водной вытяжки этого пепла сумма солей составляет 1,815% от массы вещества, а по химическому составу представлена преимущественно сульфатами (содержание SO42- составляет 1,242% от массы вещества). Также отмечено очень низкое pH=3,4.

Kamchatka Peninsula is one of the most active volcanic regions in the world. Many Holocene explosive eruptions have resulted in widespread dispersal of tephra-fall
deposits. The largest layers have been mapped and dated by the 14C method. The tephra provide valuable stratigraphic markers that constrain the age of many geological
events (e.g. volcanic eruptions, palaeotsunamis, faulting, and so on). This is the first systematic attempt to use electron microprobe (EMP) analyses of glass to characterize
individual tephra deposits in Kamchatka. Eighty-nine glass samples erupted from 11 volcanoes, representing 27 well-identified Holocene key-marker tephra layers, were analysed. The glass is rhyolitic in 21 tephra, dacitic in two, and multimodal in three.
Two tephra are mixed with glass compositions ranging from andesite/dacite to rhyolite. Tephra from the 11 eruptive centres are distinguished by their glass K2O,
CaO, and FeO contents. In some cases, individual tephra from volcanoes with multiple eruptions cannot be differentiated. Trace element compositions of 64 representative
bulk tephra samples erupted from 10 volcanoes were analysed by instrumental neutron activation analysis (INAA) as a pilot study to further refine the geochemical haracteristics; tephra from these volcanoes can be characterized using Cr and Th contents and La/Yb ratios.
Unidentified tephra collected at the islands of Karaginsky (3), Bering (11), and Attu (5) as well as Uka Bay (1) were correlated to known eruptions. Glass compositions and
trace element data from bulk tephra samples show that the Karaginsky Island and Uka Bay tephra were all erupted from the Shiveluch volcano. The 11 Bering Island tephra
are correlated to Kamchatka eruptions. Five tephra from Attu Island in the Aleutians are tentatively correlated with eruptions from the Avachinsky and Shiveluch volcanoes.

The Sea of Okhotsk is the southernmost area in the Northern Hemisphere where seasonal sea ice is produced every year. The formation of sea ice drives thermohaline circulation in the Sea of Okhotsk, and this circulation supports the high productivity in the region. However, recent reports have indicated that sea-ice production in the Sea of Okhotsk is decreasing, raising concern that the decreased sea ice will affect not only circulation but also biological productivity in the sea. To reconstruct climatic changes in the Sea of Okhotsk region, we analyzed an ice core obtained from Ichinskaya Sopka (Mount Ichinsky), Kamchatka. We assumed that the remarkable negative peaks of δD in the ice core were caused by expansion of sea ice in the Sea of Okhotsk. Melt feature percentage (MFP), which indicates summer snowmelt, showed high values in the 1950–60s and the mid-1990s–2000s. The high MFP in the 1950–60s was assumed to be caused by an increase in cyclone activity reaching Kamchatka during a negative period of the Pacific Decadal Oscillation index, and that in the 1990–2000s may reflect the increase in solar irradiation during a positive period of the summer Arctic Oscillation index.