Тони Уолтхэм - Катастрофы: неистовая Земля

В 1901 г. к югу от города Франк, у подножья восточного склона горы Тёртл, начали разработку месторождения угля. В результате появились почти вертикальные открытые горные выработки, разрезавшие залежь на отдельные столбы. К октябрю 1902 г. горные выработки уже протягивались на 700 м вдоль простирания угольных пластов, а столбы, особенно в утренние часы, стали оседать. В апреле следующего года уголь практически «самодобывался»: глыбы угля постоянно падали с висячего бока на дно забоя, откуда шахтеры просто сгребали его лопатами. Это происходило на участке длиной 450 м, где глубина выработок местами достигала 120 м. В 4 ч утра 29 апреля 1903 г. подвижки в шахте внезапно усилились. Породы скрипели и стонали, огромные куски угля отламывались от кровли и падали, загромождая стволы горных выработок. Работавшие в ночную смену шахтеры поспешили покинуть шахту. Еще через 10 мин раздался сильный треск и вершина горы Тёртл рухнула _в долину. За этим треском последовал шум, напоминающий приглушенный взрыв, и более 28 млн. м 3известняка низверглось вниз по склону горы. Перелетев через невысокую гряду песчаника, у подножья горы эта масса почти оторвалась от земли и устремилась по долине со скоростью более 160 км/ч.

Сопровождаемый сильными порывами ветра, выдувавшими людей из расположенных поблизости домов, этот обломочный материал пронесся с ужасным шумом, похожим на звук парового клапана котла высокого давления, пересек русло реки Олдмен, продвинулся еще на 1,5 км, взлетел на 100 м вверх по склону противолежащего холма и затем внезапно остановился. Менее чем за 2 мин, прошедшие после первого громкого треска, беспорядочная масса из глыб и мелких обломков известняка засыпала вход в шахту, перекрыла 1,5 км железнодорожного полотна, идущего вдоль Тихоокеанского побережья Канады, разрушила несколько домов на окраине шахтерского городка Франк. Во время этой катастрофы погибло 76 человек.

Несомненно, что явной причиной оползня в городе Франк были горные работы. Однако этот оползень является классическим, так как в его возникновении определенную роль сыграл и ряд других факторов. Важное значение имела структура известняка, особенно угол его падения. Если бы падение было более пологим, слоистость могла бы препятствовать движению пород по склону. И наоборот, если бы падение пород и склон холма были более крутыми, происходили бы частые небольшие камнепады, что препятствовало бы накоплению значительного количества неустойчивого материала. Но в данном случае угол залегания был критическим и слагающий склоны известняк на большом участке не имел практически никакой опоры. Кроме того, под действием ледника, прорывшего в плейстоценовое время долину, где располагался город Франк, восточный склон горы Тёртл стал более крутым. Его наклон оказался больше, чем угол падения трещин в породах сланцевой толщи. Все это сделало камнепад неизбежным; удивительно, что гора Тёртл простояла так долго после отступления ледника.

Обрушению могла способствовать также насыщенность трещиноватых известняков водой, периодическое замерзание которой приводило к «вспучиванию» вышележащих слоев. Накануне камнепада температура воздуха днем была достаточно высокой и снег в трещинах сильно подтаял; ночью же ударил мороз, и талая вода, вновь замерзнув, значительно увеличилась в объеме; по-видимому, и этот фактор тоже сыграл некоторую роль. Вследствие снятия нагрузки с отступлением плейстоценового ледника в известняках могли образоваться критически ориентированные, параллельные склону горы, трещины — столь обычные для отложений ледниковых долин. Однако установить наличие таких трещин в данном случае затруднительно. В результате же горных работ была ослаблена опора подножья горы, где сохранились лишь непрочные целики угля, и любые подвижки известняка вызывали обрушение породы. Однако ориентировка некоторых локализованных зон тектонических брекчий в известняке свидетельствует о том, что существенной роли в происшедшем оползне эти явления сами по себе сыграть не могли. Совокупность процессов, действовавших непосредственно в толще известняка, была вполне достаточной, чтобы произошел камнепад. Эти естественные процессы сделали оползень неизбежным задолго до того, как в городе Франк стали вести добычу угля.

После катастрофы 1903 г. жители города стали проявлять беспокойство. А вдруг северный склон горы Тёртл тоже обрушится на город? Ведь по своей геологической структуре этот склон идентичен восточному, тем более что вдоль всего хребта протянулись крупные зияющие трещины. И хотя неизвестно доподлинно, когда они появились: до землетрясения 1901 г., во время оползня 1903 г. или уже после этих катастроф — стало совершенно ясно, что з подобной геологической обстановке вполне может развиться новый оползень. Не следует ли поэтому перенести город в другое место? Горных выработок непосредственно под городом нет, и если бы основной причиной камнепадов была добыча угля, то город Франк можно было бы считать в относительной безопасности. Что же касается горных работ, которые велись на горе Тёртл до 1903 г., то они, безусловно, были плохо спланированы и в сложных геологических условиях этого района их можно оценить как настоящее самоубийство. Однако прославленная Канадо-Американская угольная компания об этом и не думала; цель у нее была лишь одна — добывать уголь и делать деньги.

В начале оползня, происшедшего в 1903 г. близ города Франк, глыбы известняка скользили вдоль плоскостей отдельности. Но в конце их пути у подножья горы накапливалась беспорядочная груда обломков. Такие оползни называют камнепадами. И наоборот, истинным обвалом считают перемещение блока пород по некоторой ранее существовавшей поверхности, причем блок в этом случае движется как единое целое. Геология подобных оползней обычно бывает достаточно простой. Но, к сожалению, дать прогноз, когда произойдет такой оползень, — очень трудно, так как измерить силы трения, действующие на глубине, практически невозможно.

В большинстве случаев ослабленными зонами, по которым происходят обвалы, являются плоскости напластования осадочных пород. В породах метаморфических эту роль могут играть плоскости рассланцевания. И в том и в другом случае обычно имеет значение присутствие прослоев или включений глин либо пластинчатых минералов — слюд. Классическим примером обвала может служить обрушение склонов невысокой горы Россберг, расположенной к востоку от города Люцерн в Швейцарии; произошло оно в 1806 г. Южный склон горы был сложен третичными конгломератами мощностью от 60 до 90 м с углом падения от 19 до 21°, залегавшими на горизонте битуминозного мергеля с таким же углом падения. У подножья склона эрозия дошла до мергеля, и лишь трение удерживало конгломераты на наклонной подошве. И вот в 1806 г. огромный массив конгломерата обрушился вниз на деревню Гольдау, расположенную в долине; погибло 457 человек.