Катастрофы: неистовая Земля - Тони Уолтхэм

Исследования склона Маунт-Ток, проведенные в 1957 и 1958 г., показали, что здесь возможны камнепады, объем которых не будет превышать 1 млн. м3. Особой угрозы такие оползни, конечно, не представляют. На следующий год в результате сейсмических исследований было установлено, что под поверхностным слоем рыхлого обломочного материала на глубине 20 м залегает твердая порода. В 1960 г. при повторных исследованиях твердые породы были обнаружены лишь на глубине 50–70 м. Но тогда никто еще не предполагал, что этот факт может объясняться постепенным разрушением породы. Скважины, пробуренные в 1959 г., не встретили в известняках плоскостей скольжения, и только со временем выяснилось, что скважины эти были просто недостаточно глубокими.

В 1960 г., когда началось заполнение водохранилища, инженеры установили контрольные реперы, позволяющие регистрировать любые движения грунта. Вскоре было зафиксировано медленное латеральное оползание, но никто не придал ему особого значения. В это же время было замечено, что холм Пиннаколо, расположенный у подножья склона Маунт-Ток и выступающий в ущелье реки Вайонт, медленно наклоняется. Вращательное движение блоков известняка свидетельствовало о том, что этот холм чем-то подталкивается с юга. В октябре 1960 г. скорость движения всего склона возросла и в известняке развилась трещина. Однако после того как уровень воды в водохранилище понизился, движение прекратилось. Четвертого ноября 1960 г. за 10 мин в водохранилище обрушился небольшой оползень известняка объемом 900 000 м3, но он не был неожиданным и поэтому особой тревоги тоже не вызвал. Более сильные подвижки, наблюдавшиеся в октябре, были объяснены трещиноватостью пород, характером их залегания, сильным дождем, а также эффектом плавучести, вызванным подъемом уровня воды в водохранилище.

В октябре — ноябре 1960 г. весь склон горы Маунт-Ток ежедневно перемещался в среднем на 4,3 см, это движение продолжалось в течение 10 суток. Было установлено, что перемещение заметно ускорялось, когда водохранилище оказывалось заполненным до наиболее высокой отметки. Поэтому заполнение стали проводить этапами и под постоянным контролем, и в последующие два года эта взаимосвязь подтвердилась. К сентябрю 1963 г. общее перемещение склона Маунт-Ток, варьируя на различных участках, составило 4 м. Смещение произошло в основном как результат подвижек в те периоды, когда уровень воды в водохранилище достигал новых высоких отметок. Вот что писал в своем отчете один из инженеров: «Скорость движения обычно возрастала лишь в том случае, когда впервые увлажнялись новые объемы породы. Предполагалось, что в конце концов эта масса достигнет равновесия или же, в крайнем случае, будет перемещаться настолько медленно, что это не вызовет никаких серьезных последствий». Это предположение было частично основано на изогнутой форме оползневого массива, судя по которой можно было заключить, что рано или поздно оползневая масса стабилизируется на своем относительно пологом основании. Но делать подобные выводы в то время, когда миллионы тонн породы нависали над водохранилищем, грозя каждую минуту сорваться и обрушиться на долину, где жили тысячи людей, было большой ошибкой.

В июле 1963 г. отметка воды в водохранилище впервые превысила 690 м над уровнем моря, и склон Маунт-Ток начал двигаться быстрее. К концу сентября он уже перемещался на 3 см в сутки. Хотя это движение было не столь быстрым, как в 1960 г., оно было тревожным симптомом. Поэтому уровень воды опять понизили до 690 м. При таком уровне волна высотой 20 м (максимально возможная при медленно развивающемся оползне) не перехлестнула бы через плотину. Однако когда уровень воды понизился, склон горы все еще продолжал двигаться. Он перемещался даже быстрее, чем раньше. Первого октября животные, пасшиеся на склонах Маунт-Ток, вдруг забеспокоились и покинули район развития оползня. Они оказались более чувствительными к слабым сотрясениям грунта, чем человек. Контрольные наблюдения показали, что 8 октября весь оползающий участок уже двигался как единая масса, наследующее утро скорость движения достигла 20 см в сутки. В этот же день прошел сильный дождь, и жители деревни, расположенной ниже плотины, встревожились. Но власти не приняли никаких мер, и население эвакуировано не было,

В 10 ч 41 мин вечера 9 октября 1963 г. раздался громоподобный треск и весь склон Маунт-Ток устремился вниз в виде огромного оползня. Около 350 млн. м3 породы с шумом прокатилось вниз со скоростью 110 км/ч в сторону водохранилища, частично перенеслось через него и взметнулось на 120 м вверх по противоположному берегу. В одно мгновение дно водохранилища было покрыто слоем обломков мощностью около 400 м и уровень воды резко повысился. В восточной части водохранилища возникла волна высотой 50 м; она и нанесла значительный ущерб деревне Сан-Мартино. Но в районе, расположенном вниз по течению, положение было еще более плачевным. Волна неслась, возвышаясь на 216 м над уровнем водохранилища; к счастью, она не коснулась деревни Кассо, однако некоторые дома здесь все же были разрушены сильным порывом ветра.

Затем эта огромная волна перекатилась через плотину, которая, к чести ее проектировщиков, осталась в полной сохранности. Ни один из видевших эту волну в живых не остался, однако по размерам участка земли, на котором была уничтожена вся растительность, можно представить, что через плотину промчалась стена воды высотой более 150 м. По ущелью Вайонт пронеслось 40 млн. м3 воды, и буквально через 2 мин после обрушения Маунт-Ток паводковая волна высотой 80 м достигла долины реки Пьяве, где раскинулся город Лонгароне. В одно мгновение он был смыт с лица Земли. Практически все здания превратились в груды обломков, все население погибло. Некоторые жители окрестных деревень, услышав страшный рев паводковой волны, устремились к возвышенным участкам, но их бег был слишком медленным по сравнению со скоростью ревущего потока. Волна разрушила также лежавшие на ее пути селения Пираго, Вильянова и Ривальта. Она неслась, словно смерч. Через 15 мин волны уже не было, но долина реки Пьяве являла жуткое зрелище: она была покрыта валунами, обломками камней и строений, среди которых, как на поле брани, лежали трупы 2117 человек.

Плотина на реке Вайонт стала почти бесполезной. Оползневая масса наполовину заполнила водохранилище. Почему же на горе Маунт-Ток произошел такой сильный оползень, и можно ли было его предсказать? Элементы залегания пород, присутствие прослоев мергеля в известняках, врезание ущелья Вайонт и наличие зон трещиноватости — все это указывало на возможность оползания. Тем не менее предполагалось, что этот процесс будет медленным, а обрушение материала у подошвы оползневого склона даже усилит со временем его устойчивость. Атмосферные осадки никоим образом не влияли на зарегистрированные подвижки и не были причиной оползня. Сильный дождь, прошедший в день катастрофы, только увеличил вес неустойчивой массы породы. Заполнение водохранилища и сопровождавшие его повышения давления по-ровых вод, несомненно, способствовали медленному оползанию, которое продолжалось в течение двух лет, но они не могли иметь никакого отношения к внезапному обрушению, происшедшему 9 октября 1963 г. Уровень воды в водохранилище также не оказывал существенного воздействия на верхнюю часть оползневого массива.

Механизм внезапного движения может быть объяснен двумя причинами. После оползня было замечено, что главная плоскость скольжения сечет слоистость; иными словами, произошло срезание толщи пород, а не просто соскальзывание вдоль плоскостей напластования. Кроме того, регистрация подвижек, проведенная в одной из буровых скважин до октябрьского оползня, показала, что породы в приповерхностной зоне двигались быстрее, чем на глубине. Это может свидетельствовать о наличии разлома, который активизировался, после того как в неравномерно перемещающихся породах накопился запас энергии, достаточный для мгновенного обрушения оползневого массива. При оползании склона, несомненно, сыграло свою роль и изменение уровня грунтовых вод, которое было следствием инженерных работ при строительстве водохранилища. Но оно было лишь второстепенным фактором в этом катастрофическом оползне, который, вероятно, все равно был неизбежным и ждал лишь своего часа. Если все это так, то надо думать, что водохранилище Вайонт просто нельзя было размещать на той площади, где его построили.

Оползни в рыхлых породах

Неуплотненные рыхлые отложения и слаболитифицированные осадочные породы легко деформируются, даже если в них нет трещин и разрывов, обычно вызывающих обрушение твердых коренных пород. В инженерной геологии горные породы, на которых предполагается вести строительство, называются грунтами. Особая наука — механика грунтов — при помощи лабораторных опытов, а также на основании математического анализа проб грунта позволяет рассчитать устойчивость склонов, предупредить возможную опасность или разрешить имеющиеся спорные вопросы. При гражданском строительстве особенно серьезные проблемы возникают в том случае, когда осадки и породы неоднородны. Обнаружить неоднородность пород бывает нелегко. Эта неоднородность может быть обусловлена присутствием мелких трещин, незначительных структурных изменений, развившихся вкрест напластования или ранее существовавших поверхностей обрушения, которые в данный момент кажутся устойчивыми. Поверхности обрушения особенно широко распространены, хотя их и трудно обнаружить, в оползневых районах; они могут быть связаны с отложениями, образовавшимися в различных климатических условиях. Оползневые участки, подвижные в древности, при многолетней мерзлоте и современном климате могут сохранять устойчивость до тех пор, пока в районе не начнутся строительные работы; тогда движение этих участков может возобновиться. Поэтому инженер-геолог должен сделать все необходимое, чтобы не вызвать развитие новых оползней и не привести в движение старые.