Тони Уолтхэм - Катастрофы: неистовая Земля

Защитные программы по районированию густонаселенных территорий могут оказать существенную помощь при планировании размещения поселений и их застройки. Но и в этом случае необходимо учитывать возможность возникновения непредвиденных обстоятельств. Можно с достаточной степенью надежности предсказать, что во время следующего извержения вулкана Эль-Тейде на острове Тенерифе, когда бы оно ни произошло, есть один шанс из трех, что деревни, расположенные к востоку от этого вулкана, будут покрыты слоем пепла толщиной более метра. Хотя сам по себе пепел не столь уж и опасен, он может затруднить эвакуацию, которая будет необходима, поскольку на следующих этапах извержения могут образоваться лавовые потоки, таящие гораздо большую опасность.

При прогнозировании извержений надо учитывать, что вулканы обычно извергаются неожиданно. В качестве примера можно назвать вулкан Катмай на Аляске. 6 июня 1912 г. произошло сильное извержение этого вулкана, и за один лишь день участок более 250 км2 был покрыт слоем пепла, толщина которого в среднем составляла 30 м. К счастью, это была незаселенная местность — лес и тундра. Но Катмай — это лишь один из вулканов в великом «Огненном кольце», протягивающемся по периферии Тихого океана. В пределах этого вулканического пояса только северная его часть, охватывающая Аляску и Камчатку, столь редко заселена. Вулканы подобного типа существуют и во многих других районах, причем извержения их могут быть значительно более сильными. Что смог бы сделать человек, если бы такое извержение, как на Катмае, произошло в Орегоне, Мексике, Чили, Новой Зеландии или Ост-Индии? А ведь там есть вулканы такого типа, они ждут своего часа,

Дорога, ведущая от города Хоп к Принстону, пересекает Каскадные горы в южной части Британской Колумбии (Канада), к востоку от Ванкувера. В 18 км от Хопа она извивается вдоль подножья крутых западных склонов горы Джонсон-Пик. Незадолго до рассвета 9 января 1965 г. по дороге медленно двигались три автомобиля. Внезапно с Джонсон-Пик сорвалась огромная масса породы 130 млн. т и погребла участок дороги около 3 км вместе с автомашинами и находившимися в них людьми.

Оползень, подобный случившемуся близ города Хоп, — вполне обычное событие для местностей, где активно проявляются процессы эрозии склонов. Ни один из очевидцев этой катастрофы не остался в живых, но можно предполагать, что оползень произошел почти мгновенно. Основная оползневая масса переместилась приблизительно на 2,5 км, спустившись при этом на 700 м по вертикали. Обломки были переброшены на 150 м вверх по противоположному склону долины. Следовательно, скорость их падения значительно превышала 150 км/ч.

Как и любой другой склон в аналогичных климатических условиях, западный склон Джонсон-Пик в течение многих тысяч лет подвергался непрерывной эрозии. Под воздействием дождей и солифлюкции, в результате развития осыпей и образования оврагов массы горных пород могут перемещаться по склону, от подножья которого обломочный материал уносится реками. На большинстве склонов эрозионные процессы протекают медленно и продолжаются непрерывно на протяжении значительного времени. Но на Джонсон-Пик сложилось своеобразное сочетание геологических условий, которое нарушило ход процесса. Легко раскалывающиеся зеленые сланцы и метаморфизованные вулканические породы, включающие пластовые интрузии фельзита, залегали почти параллельно склону горы и нередко отрывались и перемещались вниз, вызывая крупные оползни. Причиной, которая привела оползень в движение в ту январскую ночь 1965 г., явились два слабых локальных землетрясения. Детали геологического строения и динамики горных масс, подобные рассмотренным, и определяют обычно механизм оползневой деятельности, которая может привести к последствиям разного масштаба — от незначительного беспокойства до крупной катастрофы.

Оползни происходят в том случае, когда массы породы, слагающие склоны гор, теряют опору в результате воздействия каких-либо природных или антропогенных процессов. Теоретическое изучение сил, действующих на толщу горных пород, может предсказать вероятность обрушения склона или развития оползня. К сожалению, не поддается учету влияние неисчислимого множества разнообразных трещин, пронизывающих породу. А поскольку нельзя точно определить характер трещин, оценить сопротивление трения и степень сцепления пород на большой глубине, то нельзя однозначно указать и время обрушения склона.

Наш настрой может показаться слишком пессимистичным, поскольку даже качественные оценки геологической обстановки позволяют обнаружить многие случаи потенциальной опасности обрушения горных склонов. Но постоянные оползни, вызывающие значительные разрушения и даже человеческие жертвы, свидетельствуют о том, насколько трудно учесть все многообразие действующих факторов.

Существование огромных вертикальных или даже нависающих уступами утесов в таких районах, как Йосемит в Калифорнии и Доломитовые Альпы в Италии, показывает, насколько устойчивой может быть плотная слаботрещиноватая порода. Наклон в 70° инженеры обычно считают безопасным постоянным углом для твердой массивной породы с беспорядочно ориентированными трещинами. Однако известно, что в некоторых плохо консолидированных глинах обрушение происходит даже при наклоне менее 7°.

Во всех случаях обрушения склона следует учитывать два признака — основную причину этого события и механизм, приведший его в действие, т. е. вызвавший это обрушение. Наиболее частой причиной является либо отсутствие внутреннего сцепления в неуплотненном материале, либо наличие зон ослабления — трещин или плоскостей напластования — в твердых породах. В обоих случаях эти признаки относятся к статическим геологическим условиям, которые можно определить и предсказать. Гораздо труднее понять механизмы, приводящие оползень в действие. Одним из таких пусковых механизмов является нарушение целостности потенциально оползневых масс независимо от того, вызвано ли оно перегрузкой, связанной, например, со строительными работами и вибрацией при возведении каких-либо конструкций, или землетрясениями. Большинство крупнейших оползней в мире было в той или иной степени обусловлено удалением подошвы оползневой массы, в результате чего породы, слагающие склон, оказывались как бы в подвешенном состоянии.

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.