Катастрофы: неистовая Земля
Шрифт:
Не исключена возможность, что оползневая масса, которая устремилась на деревню Эльм, перемещалась вниз по долине на подушке из воздуха, захваченного ею при падении. Это предположение, казалось бы, подтверждается тем, что камнепад на некоторых участках почти не повредил растительности. Но имеются также факты, свидетельствующие в пользу того, что обломочный материал, насыщенный изнутри воздухом и пылью, пребывал в текучем состоянии. Очевидец этой катастрофы, которому удалось спастись от оползня бегством, впоследствии описывал движущийся обломочный материал как бугристо-холмистую, волнующуюся массу, напоминавшую «кипящую перловую кашу». Эта масса проникала и в дома; один старик, находясь в кухне своего дома, был по плечи погребен потоком обломков, который обтекал его со всех сторон, не причиняя никакого вреда. Поскольку постройки не были повреждены, а просто заполнены обломками, предположение о том, что оползневая
Обе существующие гипотезы пытаются объяснить, каким образом камнепады могут перемещаться с такой огромной скоростью и на столь большие расстояния. К сожалению, сейчас приверженцы каждой из этих гипотез полностью отвергают другую точку зрения и взаимопонимания между исследователями не достигнуто.
Камнепады часто происходят в районах молодых гор, таких как Швейцарские Альпы. Для некоторых деревень, расположенных в самых глубоких долинах, от камнепадов нет никакого спасения. В 1618 г. на юге Швейцарии со склонов Монте-Конто на город Плёр обрушился огромный камнепад, унесший 2430 человеческих жизней. По-видимому, это бедствие подобно камнепаду в деревне Эльм было вызвано непродуманным расположением карьеров на горных склонах. В Швейцарии же, к западу от Шюра, где сейчас находится деревня Флимс, в межледниковую эпоху оползень перегородил долину Рейна, образовав озеро, первоначальная глубина которого составляла 200 м. Сейчас этого озера уже нет, потому что Рейн быстро прорезал новое русло в массиве каменных обломков, и деревня Флимс на его берегу в настоящее время не подвергается опасности,
Однако кое-где такие созданные стихией озера и поныне существуют. Одно из них возникло в результате самого сильного из наблюдавшихся в наше время камнепадов. Это произошло в 1911 г., когда в долину реки Мургаб на Памире обрушилось около 5 км 3породы. Разбушевавшаяся стихия целиком погребла под обломками одну из деревень и затопила другую водами образовавшегося при этом Сарезского озера.
За 18 лет до этой катастрофы сильный обвал произошел в Индийских Гималаях. Горный склон, сложенный доломитами, сполз в долину реки Бирехиганга близ деревни Гохна к северо-востоку от Дели, образовав плотину высотой 300 м и длиной 3 км, за которой стало быстро наполняться озеро. Уровень воды в озере тщательно контролировался, и через год было точно предсказано, когда вода перельется через плотину. Своевременная массовая эвакуация населения из городов и сел, расположенных в долине, позволила избежать человеческих жертв, но многие населенные пункты были смыты с лица Земли, когда вода хлынула через запруду. После этого наводнения уровень воды в озере понизился на 120 м.
Значительный научный интерес вызвал оползень на Памире, произошедший в 1911 г. одновременно с землетрясением. Сначала полагали, что причиной землетрясения был сильный камнепад, но расчеты опровергли это предположение. Было установлено, что именно камнепад, как и в большинстве случаев, был следствием землетрясения.
Незадолго до полуночи 17 августа 1959 г. оползень обрушился на кемпинг у реки Мадисон в штате Монтана (США); при этом погибло 27 человек. Оползень, который правильнее было бы назвать камнепадом, сорвался с крутых склонов каньона в результате землетрясения магнитудой 7,6, эпицентр которого располагался под озером Хебген. Обрушившийся материал состоял из смеси доломитов и кристаллических сланцев. Нижняя часть склона каньона была сложена почти вертикально залегающими доломитами, они подстилали толщу кристаллических сланцев, угол падения которой в сторону каньона достигал 50°. Этот неустойчивый склон каньона держался до тех пор, пока сейсмические вибрации не ослабили доломитовый контрфорс.
Магнитуда разрушительного землетрясения 1970 г. в Перу была лишь ненамного больше— 7,7, однако вследствие толчков с горы Невадос-Уаскаран сорвались огромные массы горных пород и льда и устремились вниз по долине к городу Юнгай. Под ними погибло 10 000 человек.
Оползнями часто сопровождаются землетрясения в горных районах. Но, возможно, гораздо опаснее те оползни и камнепады, которые не связаны с землетрясениями. Наглядным примером служит камнепад, произошедший в 1903 г. в канадском городе Франк.
К востоку от перевала Кроуснест в Скалистых горах на юге провинции Альберта находится маленький шахтерский городок Франк, расположенный на дне глубокой ледниковой долины. С южной стороны долины вырисовывается обрывистый склон горы Тёртл, возвышающейся на 900 м. Вся верхняя часть горы сложена верхнепалеозойскими известняками, в основном массивными и плотными. Однако в нижней части толщи среди них часто встречаются слабые — сланцеватые и плитчатые — разности. Известняки образуют крутую антиклиналь с опрокинутой нижней частью восточного крыла. Характерная особенность этой структуры состоит в том, что на значительном участке слоистость пород параллельна склону, обращенному в сторону города Франк. Под массивными известняками проходит крупная плоскость разлома, по которой они контактируют с толщей довольно рыхлых меловых осадочных пород, слагающих склоны у подножья горы и дно долины, покрытое аллювием и валунной глиной. В районе города Франк эти меловые осадочные породы залегают почти вертикально. Они представлены в основном сланцами с прослоями песчаников и включают угольный пласт мощностью 4 м.
В 1901 г. к югу от города Франк, у подножья восточного склона горы Тёртл, начали разработку месторождения угля. В результате появились почти вертикальные открытые горные выработки, разрезавшие залежь на отдельные столбы. К октябрю 1902 г. горные выработки уже протягивались на 700 м вдоль простирания угольных пластов, а столбы, особенно в утренние часы, стали оседать. В апреле следующего года уголь практически «самодобывался»: глыбы угля постоянно падали с висячего бока на дно забоя, откуда шахтеры просто сгребали его лопатами. Это происходило на участке длиной 450 м, где глубина выработок местами достигала 120 м. В 4 ч утра 29 апреля 1903 г. подвижки в шахте внезапно усилились. Породы скрипели и стонали, огромные куски угля отламывались от кровли и падали, загромождая стволы горных выработок. Работавшие в ночную смену шахтеры поспешили покинуть шахту. Еще через 10 мин раздался сильный треск и вершина горы Тёртл рухнула _в долину. За этим треском последовал шум, напоминающий приглушенный взрыв, и более 28 млн. м 3известняка низверглось вниз по склону горы. Перелетев через невысокую гряду песчаника, у подножья горы эта масса почти оторвалась от земли и устремилась по долине со скоростью более 160 км/ч.
Сопровождаемый сильными порывами ветра, выдувавшими людей из расположенных поблизости домов, этот обломочный материал пронесся с ужасным шумом, похожим на звук парового клапана котла высокого давления, пересек русло реки Олдмен, продвинулся еще на 1,5 км, взлетел на 100 м вверх по склону противолежащего холма и затем внезапно остановился. Менее чем за 2 мин, прошедшие после первого громкого треска, беспорядочная масса из глыб и мелких обломков известняка засыпала вход в шахту, перекрыла 1,5 км железнодорожного полотна, идущего вдоль Тихоокеанского побережья Канады, разрушила несколько домов на окраине шахтерского городка Франк. Во время этой катастрофы погибло 76 человек.
Несомненно, что явной причиной оползня в городе Франк были горные работы. Однако этот оползень является классическим, так как в его возникновении определенную роль сыграл и ряд других факторов. Важное значение имела структура известняка, особенно угол его падения. Если бы падение было более пологим, слоистость могла бы препятствовать движению пород по склону. И наоборот, если бы падение пород и склон холма были более крутыми, происходили бы частые небольшие камнепады, что препятствовало бы накоплению значительного количества неустойчивого материала. Но в данном случае угол залегания был критическим и слагающий склоны известняк на большом участке не имел практически никакой опоры. Кроме того, под действием ледника, прорывшего в плейстоценовое время долину, где располагался город Франк, восточный склон горы Тёртл стал более крутым. Его наклон оказался больше, чем угол падения трещин в породах сланцевой толщи. Все это сделало камнепад неизбежным; удивительно, что гора Тёртл простояла так долго после отступления ледника.
Обрушению могла способствовать также насыщенность трещиноватых известняков водой, периодическое замерзание которой приводило к «вспучиванию» вышележащих слоев. Накануне камнепада температура воздуха днем была достаточно высокой и снег в трещинах сильно подтаял; ночью же ударил мороз, и талая вода, вновь замерзнув, значительно увеличилась в объеме; по-видимому, и этот фактор тоже сыграл некоторую роль. Вследствие снятия нагрузки с отступлением плейстоценового ледника в известняках могли образоваться критически ориентированные, параллельные склону горы, трещины — столь обычные для отложений ледниковых долин. Однако установить наличие таких трещин в данном случае затруднительно. В результате же горных работ была ослаблена опора подножья горы, где сохранились лишь непрочные целики угля, и любые подвижки известняка вызывали обрушение породы. Однако ориентировка некоторых локализованных зон тектонических брекчий в известняке свидетельствует о том, что существенной роли в происшедшем оползне эти явления сами по себе сыграть не могли. Совокупность процессов, действовавших непосредственно в толще известняка, была вполне достаточной, чтобы произошел камнепад. Эти естественные процессы сделали оползень неизбежным задолго до того, как в городе Франк стали вести добычу угля.