Катастрофы: неистовая Земля
Шрифт:
Вертикальные подвижки суши, поднятия или опускания, по-видимому, обычны при землетрясениях, но они редко бывают достаточно сильными, чтобы их можно было обнаружить без проведения точной съемки. Исключением является погружение низменных участков, которое может сопровождаться мгновенным затоплением. Самым значительным побочным эффектом землетрясения 1811 г. в долине Миссисипи (Нью-Мадрид) стало обширное погружение и образование «затонувших земель». Было зарегистрировано вертикальное перемещение более чем на 6 м. Поскольку погрузившиеся участки располагались вдоль долин рек, они быстро заполнились водой и образовалась целая серия вытянутых озер. Длина нового озера Сент-Франсис составила 64 км; озеро Рилфут, хотя и было гораздо короче, достигло в ширину 6,5 км. В то время как одни участки погружались,
«Землетрясение страстной пятницы», происшедшее на Аляске 27 марта 1964 г., было одним из самых крупных, когда-либо известных человечеству: его магнитуда составила около 8,5. Случись это землетрясение в более густонаселенном районе, оно стало бы одним из крупнейших стихийных бедствий всех времен. Эпицентр главного землетрясения находился примерно на полпути между городами Анкоридж и Валдиз. Значительные разрушения охватили площадь более 65 000 км2. Смещения земной коры были отмечены на огромных расстояниях: у острова Кадьяк, расположенного почти в 800 км к юго-западу, участок дна Тихого океана внезапным толчком переместился под континентальный массив. Даже в таком малонаселенном районе, как Аляска, погибло 100 человек и понесенные убытки превысили 300 млн. долл. Вокруг эпицентра в заливе Принс-Вильям были перерезаны шоссейные и железные дороги, деревни либо разрушены, либо смыты гигантскими морскими волнами. Городам Анкоридж и Валдиз, расположенным на расстоянии около 130 км и построенным на прибрежных равнинах, сложенных неуплотненными осадочными породами, был причинен серьезный ущерб. В то же время шахты, железнодорожные туннели и нефтяные скважины, находившиеся относительно близко от эпицентра землетрясения, но заложенные в твердых породах, претерпели минимальные разрушения.
Тернегейн-Хайтс — одно из низких плато в районе Анкориджа, где велось жилишиое строительство. Плато имеет высоту около 20 м над уровнем моря и с северо-западной стороны ограничено поднимающимися над морем утесами. Геология его очень проста: горизонтально-слоистые флювиогляциальные галечники мощностью от 1,5 до 6 м подстилаются озерными глинами и алевритами толщи Бутлеггер-Коув-Клей, которые залегают гораздо ниже уровня моря. Когда произошло землетрясение, колебания не причинили особого ущерба домам и примерно в течение минуты почва крепко держала их. Но землетрясение 1964 г. было необычно тем, что продолжалось почти 4 мин. За это время вся толща гл;н и галечников пришла в движение и в направлении морских утесов
развился огромный оползень. На некоторых участках он отодвинул воду от берега на 800 м. Одновременно поверхность суши раскалывалась, проседала и разрывалась огромными трещинами. Десятки домов были разрушены, многие здания серьезно пострадали из-за возникших в земле трещин. Один очевидец рассказывал, что он, стоя на улице, видел, как его собственный дом быстро отодвинулся от него, а соседский дом сполз в образовавшуюся огромную трещину.
Грандиозный оползень на плато Тернегейн-Хайтс, как и другие оползни в городе, объясняются наличием в толще Бутлеггер-Коув-Клей так называемых «чувствительных» слоев. Ими являются глины, которые при постоянном содержании поровой воды, будучи разрыхленными, практически теряют свою связность. Если отдельные зерна глины разделяются водой, весь материал ведет себя, как жидкость. Продолжительной вибрации во время землетрясения 1964 г. было вполне достаточно, чтобы эти глины утратили сопротивление сдвигу и сыграли роль смазки, по которой соскользнули вышележащие алевриты и галечники.
Самым досадным в катастрофе на плато Тернегейн-Хайтс является то, что ее вполне можно было предсказать. До 1964 г. вокруг плато наблюдалось много мелких старых оползней; специалисты хорошо знают, что галечники, залегающие на глинах, часто оползают. Более того, известно, что Анкоридж находится в активном сейсмическом поясе, где даже мелкие землетрясения вызывают подвижки на неустойчивых склонах. «Чувствительность» глины легко определить при лабораторных экспериментах. В отчете Геологической службы США по району Анкоридж, опубликованном в 1959 г., отмечались и чрезвычайно низкая устойчивость толщи Бутлеггер-Коув-Клей, и вероятность того, что здесь в прошлом уже были землетрясения. Не верится, что планировщики города, инженеры и строители, отвечающие за сооружение пригородных жилых массивов на плато Тернегейн-Хайтс, ничего не знали об этом отчете или не обратили на него внимания. Возможно, нельзя было предвидеть драматические последствия этого оползня, но продолжать в такой ситуации строительные работы — дело непростительное.
Наиболее наглядное воздействие землетрясений на осадочные породы проявляется в уплотнении пористых, насыщенных влагой песков. Под действием колебаний происходит более компактная упаковка зерен песка, уменьшается пространство между отдельными зернами, и выжатая из пор вода устремляется вверх, увлекая за собой песчинки. В результате песок разжижается и становится зыбучим. Расположенный на берегу Японского моря город Ниигата построен на равнине, сложенной пористым, не очень плотным песком, который подвергся интенсивному разжижению во время землетрясения в июне 1964 г. Последствия были ужасными. Здания тихо погружались в жидкие осадки; один домовладелец «потерял» первый этаж дома: когда землетрясение прекратилось и почва вновь обрела устойчивость, крыша портика над входной дверью его дома оказалась на уровне земной поверхности. Автомашины, находившиеся на стоянке, погрузились в землю, а зарытая раньше цистерна с нечистотами всплыла на поверхность.
Ь Совершенно необычные повреждения были нанесены нескольким многоквартирным домам. Поскольку Ниигата, как и вся Япония, находится в сейсмическом поясе, дома были построены так, чтобы выдержать колебания при землетрясениях. И действительно, здания не обрушились, но потеряли равновесие на разжиженной почве и накренились или опрокинулись. Один многоквартирный дом улегся на бок, при этом в его железобетонной конструкции не появилось ни одной трещины. Движение к земле было медленным, потому что песок еще сохранял значительную вязкость, и женщина, оказавшаяся во время землетрясения на крыше дома, сумела благополучно соскользнуть вниз по наклонявшемуся зданию и сойти на землю.
Когда вода вырывается из разжижающегося песка, она может фонтанировать и выносить на поверхность струи грязи. Во время землетрясения 1906 г. в Сан-Франциско выбросы воды достигали высоты 6 м. После того как эти струи иссякли, на их месте образовались конические воронки, окруженные небольшими горками песка и грязи.
Еще одним побочным эффектом землетрясений являются сейши— волны, возникающие в результате движений дна озер или рек. Под их воздействием вода иногда переливается через берега озер и дамбы плотин. Но, насколько известно, серьезный ущерб эти явления наносят редко.
Частота колебаний некоторых сейсмических волн бывает такой, что они становятся слышны человеку; животные же могут воспринимать звук в значительно более широком диапазоне. В различных описаниях звуки, сопровождающие землетрясение, сравниваются с сильным ветром, шумом скорого поезда, отдаленными орудийными раскатами и даже взрывами. Все это, возможно, преувеличено, так как люди, переживающие землетрясение, обычно находятся в стрессовом состоянии, но вполне можно согласиться с тем, что землетрясение сопровождается звуками. Скорее можно сомневаться в том, что землетрясению сопутствуют вспышки света, о чем свидетельствуют рассказы некоторых очевидцев. Иногда этот яркий свет можно объяснить разрядами молний или короткими замыканиями электроприборов. Но не исключена возможность, что некоторые из этих вспышек связаны с малопонятным явлением накопления статического электричества при движениях земной поверхности.
Одним из наиболее разрушительных последствий землетрясения являются оползни. Колебания и сдвиги, обусловленные землетрясением, влекут за собой временное уменьшение критических углов, при которых склоны сохраняют свою устойчивость.
Наиболее катастрофические последствия наблюдаются на неуплотненных осадках. Во время землетрясения 1971 г. в Калифорнии развился оползень в Сан-Фернандо, двигавшийся при уклоне менее 2°, тогда как почти для всех типов осадков уклон в 10° обычно считается уже безопасным.