Катастрофы: неистовая Земля - Тони Уолтхэм

Еще один спусковой механизм — это вода. К опасным последствиям может привести насыщение водой неустойчивого материала, который размягчается и становится непрочным. Но и удаление воды, влекущее за собой обезвоживание глин, также способствует возникновению оползней. Выветривание пород, изменение характера растительности, чередование замерзания и таяния — вот некоторые из природных механизмов, вызывающих развитие оползней. Большинство же крупных оползней, как будет показано на примерах, возникает вследствие сочетания нескольких из перечисленных факторов.

Предпринимались попытки классифицировать оползни, но особым успехом они не увенчались. Это в основном объясняется тем, что нет таких одного или двух параметров, по которым можно было бы проводить классификацию и которые одновременно были бы связаны с причинами образования оползней и механизмами, приводящими их в движение.

Масштабы оползней значительно варьируют, так же как и их скорости. Оползневые массы могут состоять из крупных, относительно неразрушенных блоков породы, из разжиженной глины или обломочного материала. Геологическая структура и место проявления могут быть весьма многообразными, что зависит от причины, вызывающей движение оползня. При дальнейшем описании будет использована весьма приблизительная классификация оползней, в которой особое внимание уделено геологическим факторам.

Камнепады

Во многих случаях при больших разрушительных оползнях наблюдается свободное падение обломков пород — камнепады; они способны с огромной скоростью перемещаться на значительные расстояния. Практически невозможно оценить масштабы крупнейших камнепадов, но некоторые, чисто статистические, данные о доисторическом оползне — камнепаде в долине Саид-маррех в Иране — весьма впечатляющи. Наклонная известняковая плита мощностью 300 м сорвалась с горы Кабир-Кух и обрушилась в долину Саидмаррех. Длина оползневого блока по горизонтали составила около 15 км, в поперечнике он достигал 5 км. При оползании с Кабир-Кух блок спустился на 900 м и, постепенно наращивая скорость, в виде огромной массы обломков помчался вниз, пересек долину Саидмаррех шириной 8 км, перевалил через расположенный за долиной хребет Кухе-Киалан высотой 450 м. Круша все на своем пути, эта оползневая масса остановилась только в 17 км от места возникновения.

По самым скромным подсчетам объем оползневого материала составил здесь около 20 км3, а его масса — около 50 млрд. т. Обломочный материал перегородил долину, образовав огромную плотину. Возникло озеро длиной 65 км и глубиной 180 м. В настоящее время это озеро уже не существует: оно осушилось через ущелье, прорезанное текучими водами в толще оползневой запруды. Полагают, что оползень в долине Саидмаррех был самым крупным в мире. Поскольку это случилось в доисторическом прошлом и человека еще не было, говорить о нанесенном ущербе не приходится, но, произойди подобный громадный оползень сейчас в густонаселенном районе, последствия были бы ужасающими.

Оползень в долине Саидмаррех находится примерно в 100 км к северо-западу от города Дизфуль на западном склоне гор Загрос в южном Иране. В геологическом отношении он не отличается от других крупных оползней. Кабир-Кух представляет собой гору, рельеф которой повторяет очертания поверхности слагающего ее известняка, образующего антиклинальную структуру. Во внешнем покрове горы, представленном известняками Асмари, и зародился оползень. Известняки падают под углом 20° по направлению к долине. Их подстилают тонкослоистые известняки и мергели. Известняки Асмари обнажились на вершине горы, где гребень антиклинали оказался размытым. Подножье склона Кабир-Кух, на котором возник оползень, постепенно, но достаточно активно разрушалось водами реки Каркхех. В результате большая часть известняков внизу склона была размыта. Таким образом, огромная известняковая плита оказалась лежащей на наклонной поверхности рыхлого мергеля. Подошва горы была эродирована и, возможно, прорезана крутыми ущельями, дренировавшими склон. Возникли поистине классические условия для образования оползня.

Горы Загрос сейсмически активны, и вполне вероятно, что оползневое движение началось вследствие землетрясения. Оползень с фантастической быстротой двинулся по дну долины, сложенной мергелями и гипсом; при этом массивный известняк раскалывался. К настоящему времени большая часть его превратилась в щебень, но остались и крупные блоки до 2000 т. Эти тяжелые блоки были перенесены оползнем на расстояние более 8 км. Первоначальная структура оползшего известняка позволяла воде легко насытить его, что вызвало на нижней границе повышение гидростатического давления. Этот процесс, а также образование карстовых пустот в базальном известняке в значительной мере ослабили устойчивость толщи пород. Движению, усиленному наличием воды, способствовало также то обстоятельство, что дно долины было сложено гипсом и мергелем и представляло собой поверхность с относительно низким сопротивлением трения. Тем не менее до сих пор не вполне ясно, как такая огромная масса породы могла переместиться на столь значительное расстояние.

Суть спора о способе перемещения камнепадов заключается в следующем: как движется обломочный материал — течет ли он по склону или же скользит над его поверхностью. Гипотеза, согласно которой обломочный материал течет, казалась сначала более привлекательной, поскольку она объясняла отсутствие значительного трения в основании оползня. В пользу другой точки зрения также имеются доводы, основанные, например, на результатах изучения оползня Блэк-Хок в южной Калифорнии.

Этот оползень обрушился с высоты около 1200 м с горы Блэк-Хок тоже еще в доисторическое время. Оползневый материал представлен главным образом обломками мрамора. Есть предположение, что оползневая масса двигалась вниз по склону как единое целое, почти без трения, скользя на подушке из сжатого воздуха. Такая воздушная подушка могла появиться, если оползень на некотором участке своего пути оторвался от поверхности склона. В пользу этого предположения свидетельствует наличие краевых гряд обломочного материала, которые могли образоваться вследствие просачивания воздуха из-под краев оползневой массы. Хотя морфология оползневых отложений в районе Блэк-Хок и может быть объяснена гипотезой воздушной подушки, свидетелей этого доисторического события нет, и поэтому имеет смысл рассмотреть, как ведут себя более современные камнепады.

В 1881 г. огромная глыба сорвалась с горы Платтенберг й, пролетев более 450 м, упала недалеко от деревни Эльм, расположенной близ города Гларус в восточной Швейцарии. Как ни удивительно, этот обвал был по существу делом рук человеческих. Гора Платтенберг сложена аспидными сланцами, разработка которых велась карьерным способом. По мере выемки сланца в карьере образовался' искусственный обрыв длиной 180 м и высотой около 60 м. Нависшая верхняя стенка карьера не была укреплена, и к 1876 г. стало очевидным, что она движется и может обрушиться. Буквально на глазах в нависшей части карьера появлялись крупные извилистые трещины. Целых пять лет трещины разрастались и даже поглотили небольшой ручей. К 8 сентября 1881 г. ширина главной трещины уже превышала 3 м, а скорость обрушения и шум от перемещающихся пород настолько усилились, что работы в карьере были прекращены.

В 17 ч 15 мин 11 сентября 1881 г. над карьером произошел небольшой оползень. Жители расположенной внизу деревни следили за ним с благоговейным страхом и изумлением. Через 17 мин за первым оползнем последовал второй. Затем на горе воцарилось спокойствие, но всего на 4 мин, после чего с грохотом сорвалась вся сланцевая масса, нависавшая над карьером. Она обрушилась на дно карьера, а затем подобно огромной струе воды хлынула в долину. Масса каменных обломков объемом более 112 000 м3 пересекла дно долины, взлетела на 100 м вверх по ее противоположному борту, отскочила от него и устремилась вниз по долине. Преодолев около 1,5 км менее чем за минуту, она внезапно остановилась. Несмотря на то что оползень не затронул центральную часть деревни Эльм, под ним было погребено 115 человек.

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 масса представляла собой поток, кажется более логичным. Подтверждают гипотезу течения и эксперименты с моделями.