Катастрофы: неистовая Земля
Шрифт:
Геология оползня Гро-Вентр была классически простой, и эту катастрофу можно было предвидеть, однако ее точное время определить было невозможно. Непосредственной причиной этого оползня, как и многих других, явилось воздействие воды — дождя и талого снега.
Вода в оползнях
Дождевые и талые воды являются важным фактором оползневой деятельности. Одну из двух главных дорог в Непале — дорогу от Покхары к югу, в сторону Индии — почти ежегодно преграждали небольшие оползни, происходившие во время летних муссонов. Обломки оползших пород сгребали с дороги лопатами, и на
В бразильском городе Сантус в марте 1956 г. 100 человек погибло во время оползней, последовавших за периодом проливных дождей. Дождевая вода может вызвать оползни почти в любой неустойчивой геологической структуре. Сильные дожди часто приводят к оползням в холмистых районах Гонконга: почвенный покров и залегающая ближе к поверхности выветрелая порода скользят по подстилающему граниту. Так, 18 июня 1972 г. оползень захватил участок шириной 200 м и разрушил лачуги в районе Квантун в Цзюмуне; при этом погибло более 100 человек. В июле того же года, когда однажды количество осадков на японском острове Камидзима за день превысило 40 см, в консолидированных мезозойских сланцах и песчаниках возник оползень; было разрушено 350 домов и погибло 112 человек.
Сильный дождь, прошедший 13 сентября 1936 г. в Норвегии, вызвал оползень в слаботрещиноватом гранито-гнейсе. Сама оползневая масса, сорвавшаяся с очень крутого горного склона, не вызвала разрушений. Но она обрушилась в озеро Лоен и послужила причиной возникновения огромной волны, которая ринулась на деревню, находившуюся на противоположном берегу, и смыла ее вместе с большей частью населения.
Иногда считают, что вода вызывает оползень вследствие того, что в ее присутствии уменьшается трение пород. Но совершенно очевидно, что это не так. У некоторых минералов, в том числе кварца, в сухом состоянии коэффициент трения ниже, чем в мокром. Кроме того, большинство горных пород всегда достаточно увлажнено и содержит тонкие водные пленки, которых вполне достаточно, чтобы сыграть роль «смазки».
Вода вызывает оползневое движение по ряду других причин. Она может проникать в поровые пространства или трещины в породах, создавая в них дополнительные нагрузки. Она стимулирует процессы внутреннего выветривания материала, что выражается как в растворении цементирующих компонентов, так и в образовании глинистых минералов вследствие гидратации других силикатов. Эти факторы могут способствовать возникновению оползней. Но протекают соответствующие им процессы медленно и, по-видимому, они не играют в этом деле решающей роли.
Сильный дождь и внезапное намокание оказывают совершенно иное воздействие: увеличивается водонасыщенность грунтов и возрастает давление поровых вод. Это, вероятно, и является основным фактором, вызывающим оползни. Повышенное давление поровых вод буквально разъединяет зерна минералов и блоки пород, уменьшая сцепление, поверхностное натяжение и сопротивление трения. Если давление воды достаточно высоко, может даже произойти разжижение неуплотненных осадков. Сильный дождь в течение суток может вызвать повышение уровня вод и увеличение порового давления, достаточные для того, чтобы оползень произошел даже в тех породах, которые в более сухих условиях абсолютно устойчивы. Именно это и послужило причиной оползней в Гонконге и обрушений породы в Гольдау, долине Гро-Вентр и на острове Камидзима.
Повышение давления воды было причиной оползня и на горе Мам-Top, находящейся в самом сердце Скалистого края в Англии. Среди местного населения эта гора известна под названием Шиве-ринг-Маунтин («дрожащая гора»). Это название она получила благодаря тому, что вниз по ее восточному склону в сторону Хопдейла постоянно движется оползень. За тысячи лет оползневая масса продвинулась примерно на 500 м, в настоящее время она медленно ползет со скоростью от нескольких сантиметров до 0,3 м в год. К сожалению, этот оползень дважды пересекается дорогой, построенной в 1802 г. и являющей яркий пример того, где не следует строить дороги. Однако у инженеров есть прекрасное оправдание: дорогу больше негде было прокладывать и поэтому приходится мириться с тем, что оползание постоянно разрушает дорожное покрытие и необходимо проводить непрерывные ремонтные работы.
Зимой 1977 г. до конца февраля на вершине Мам-Top лежал мощный снежный покров. Затем прошел сильный дождь, и снег быстро растаял. Вода ослабила всю оползневую массу, которая, как и следовало ожидать, начала двигаться, причем отнюдь не медленно. Разрывы и трещины разверзались в дорожном полотне, целые участки дороги проваливались, и на ее поверхности образовались ступени высотой до полуметра. Через несколько недель оползание породы прекратилось, но дорога была настолько разрушена, что движение по ней пришлось закрыть почти на год.
Повышение давления воды, вызвавшее оползень, первоначально возникло на вершине Хопдейл, где каменноугольные песчаники и сланцы серии Мам-Top залегают почти горизонтально на сланцах Эдейл. Подстилающие сланцы и послужили водоупорным горизонтом, задержавшим воды, которые просачивались вниз через песчаники. Оползневые явления, происходившие в 1977 г., оказали воздействие на уже оползшую массу, которая состояла из смеси обломков песчаников и сланцев. Массы воды скапливались в этом обломочном материале, и скважины, пробуренные после оползня 1977 г., обнаружили артезианскую воду на глубине более 20 м.
Насыщенные водой рыхлые образования и коренные породы обычно очень легко обрушаются, и это следует учитывать при строительстве в целом и проложении дорог в частности, чего не было сделано в данном случае. Конечно, дорогу в районе Мам-Тор можно перенести на участки, которые представляются сейчас наименее подверженными оползневым сдвигам, но это лишь временная мера. Для постоянного укрепления склона необходимо проложить сеть глубоких водотоков, которая предотвратит дальнейшее повышение давления поровых вод.
Искусственный дренаж может воспрепятствовать развитию оползня, а искусственное затопление может его вызвать. Примером тому является катастрофа, которая произошла на реке Вайонт. Русло реки Вайонт, текущей в Итальянских Альпах к северу от Венеции, проходит по глубокому ущелью на дне широкой ледниковой долины. Обширное пространство при слиянии Двух рек — Вайонт и Пьяве — казалось идеальным местом для сооружения водохранилища, и в 1960 г. Адриатическое общество электрификации воздвигло здесь плотину. Сводовая часть этой арочной плотины составляла всего 157 м, по своей высоте — 253, м— плотина занимала второе место в мире. К сожалению, геология участка, занятого водохранилищем, оказалась достаточно сложной, хотя место для плотины было выбрано прекрасное.