Батыр Каррыев - Катастрофы в природе: Земля меняет кожу. Лавины, обвалы, оползни, провалы

Осенние дожди насыщают влагой почву, и заполняют трещины в горной породе водой. С наступлением морозов она замерзает и, как известно из физики расширяется, тем самым раздвигая трещины в породе и снижая её прочность. Так повторяется из сезона к сезону много лет, пока ослабленные блоки породы не рухнут или начнут скольжение вниз по склону.

В древности схожим способом добывался строительный камень для постройки грандиозных сооружений – от египетских пирамид до греческого Парфенона. Каменный массив раскалывался методом термоудара по схеме «нагреть и остудить». Другим способом было вбивание сухих деревянных клиньев с поливкой их водой. Разбухшие клинья увеличивали трещину и, после многократного повтора операции, отделяли намеченный блок от массива.

При переходе воск Ганнибала через Альпы в Италию в 218 году до нашей эры неприступную скалу удалось разрушить воздействием огня и уксуса. Путь в обход был невозможен, но знание природы камня помогло карфагенянам продолжить поход.

«Но когда войска Ганнибала дошли до одного узкого места, где не могли пройти ни слоны, ни вьючные животные, упала лавина, и дух войска упал». Полибий, римский историк (201—120 до н.э.).

Воздействующие на каменный массив вода и температура в течение длительного времени фрагментируют массивы горных пород и приводят к их гравитационным перемещениям. Оно может быть различным по характеру – от обвалов и оползней до вывалов и камнепадов.

Обвалом считается падение отделившейся части фрагмента чего либо, будь то скальная порода или ледяной массив, а оползень это смещение, скольжение вниз по склону выведенного из равновесия массива вещества. Таким образом, в отличие от оползней при обвалах выведенная из равновесия масса породы не сползает по склону, а быстро низвергается к его подошве.

В отдельных случаях конгломерат из горных пород, почвы, льда и снега перемещается в воздухе, а затем катится по склону с большой скоростью в виде обвалов-оползней. Это комбинированное смещение горных пород по склону или откосу, при котором сначала происходит сползание по выдержанной трещине, тектонической дислокации или по напластованию пород, падающих в сторону склона.

Карстовая воронка в США «Дьяволова дыра» во Флориде (Mason Berry, 2006).

Вывалы это выпадение отдельных кусков и небольших блоков пород из отвесных или нависающих склонов и откосов. Обычно они сложены из мелко трещиноватых скальных или полускальных пород. Достаточно часто в горах происходит выпадение отдельных фрагментов пород залегающих между песчано-глинистыми отложениями.

Камнепады это скатывание отдельных кусков и обломков скальных пород, отчленяющихся от выветрелых массивов, по верхней части склона и их падение в его подножье. При землетрясениях они достаточно часто приводят к нарушению транспортного сообщения, и осложняют оказание помощи в труднодоступных горных районах.

Лавина это падающие или соскальзывающие с горных склонов масс снега и льда. Они возникают из-за их скапливания на крутых склонах. Резкое понижение температуры, образование глубинной изморози, когда в толще снега возникает рыхлый слой, т.н. снег-плывун, создают условия для схода лавин.

Снежные лавины срываются при динамическом воздействии землетрясений и, даже, при акустическом ударе. Объемы сброшенной массы снега достигают миллионов кубометров. Как правило, существуют преимущественные направления движения лавин определённые конструкцией горного рельефа – лавиноопасные направления.

Провалы это гравитационные в основном карстовые воронки, образующиеся из-за разрушения и обвала сводов подземных полостей. Они появляются в виде впадин воронкообразной формы размером от нескольких до десятков метров в диаметре.

В отличие от многих опасных природных процессов основные причины возобновления приводящей к перемещениям вещества неустойчивости практически неустранимы просто из-за того, что они определены самим рельефом земной поверхности, силой тяжести, характером протекания физической и химической эрозии пород или током воды. Более того, часть современных преобразований земной поверхности обязана происходившим миллионы лет назад геологическим событиям.

При изучении таяния ледников Гренландии сравнительно недавно было обнаружено, что уменьшение массы её ледяного панциря связано с тем, что некогда этот остров находился над Исландским плюмом. Это струя мантийного вещества пробившая примерно 250 миллионов лет назад литосферу к земной поверхности.

Тектонические процессы привели к тому, что над плюмом сейчас расположена Исландия, но миллионы лет назад над ним находилась Гренландия. Остаточное аномальное термическое состояние глубокой мантии под ней приводит к плавлению льда на поверхности, что и изменяет сегодня ледяной покров острова.

«Гренландия представляла собой прочную плиту континентального типа с толщиной литосферы около 200 км, которая изолировала верхние части коры от тепла из мантийных глубин. Под воздействием Исландского плюма появился участок 1200 км длиной и 400 км шириной, где толщина литосферы составила менее 100 км. В этой части образовался аномальный тепловой поток, существование которого подтверждается другими данными, и объясняет наблюдаемое таяние и движение льдов. Таким образом, на уменьшение массы ледников Гренландии влияют не только быстрые вариации климата на Земле, но и отголоски крупномасштабных событий в глубинной мантии, происходившие десятки миллионов лет назад. Их воздействие также должно учитываться при оценке баланса прироста и потери льда». Иван Кулаков, 2016 год.

С точки зрения классической механики лавина, обвал, оползень или провал это обычные нарушения естественного равновесия сил. Приводящие к ним факторы в каждом случае различны, но причина всегда одна. Это превышение величины сдвигающей силы тяжести над силами сцепления в дислоцированном веществе. Оно может наступать как в силу природных явлений так и в результате человеческой – антропогенной (техногенной) деятельности.

Любое проникновение человека в природную среду вызывает её обратную реакцию. Эффект бабочки Брэдбери сказывается спустя десятки, сотни и тысячи лет и определяет вид современных ландшафтов планеты. Если в медицине со времён Гиппократа главным принципом врачевателей стало «Не навреди!», то по отношению к пользованию ресурсами Земли может служить выражение «Не нарушь!». Поэтому крайне важным при застройке и планировании является детальное исследование инженерно-геологических свойств местности.