Владимир Хромовских - Каменный дракон

• Название: Каменный дракон
• Автор: Владимир Хромовских
• Издательство: Мысль
• Жанр: Природа и животные
• Год: 1984

Популярно рассказывается об уникальных явлениях природы: обвалах, оползнях, лавинах, возникающих главным образом при землетрясениях. Сведения о них поучительны для всех, кто живет в гористых местностях, особенно подверженных землетрясениям, или нарушает своей деятельностью устойчивость склонов.

Факты, приведенные в книге, свидетельствуют о роли обвально-оползневых процессов в преобразовании поверхности нашей планеты и содержат данные для выработки мер защиты от их губительных последствий.

---

Подпрудные озера, сдерживаемые естественными дамбами из рыхлых наносных отложений, представляет серьезную опасность. В 1941 г. в подобное озеро обрушился обвал, вызвавший мгновенный выплеск воды и разрушение дамбы. Громадная волна прорыва опустошила г. Уарас. При последующих землетрясениях подобные случаи не исключаются.

Большинство (6 из 9) крупных оползней объемом до 1 млн. м3 рыхлых ледниковых отложений и слабосцементированных вулканогенных пород, как и 2/3 из 1150 оползней и обвалов меньших размеров (до нескольких тысяч кубических метров), произошло в хребте Кордильера-Бланка. Это объясняется большим количеством осадков в этой области и действиями сезонного замерзания и оттаивания на больших высотах. Кордильера-Бланка является гигантским барьером, задерживающим осадки, поступающие с востока, в результате чего вершина параллельного ей хребта Кордильера-Негра оказывается менее увлажненной, а его западный фланг засушлив. Конечно, гораздо большие высоты, крутизна склонов и более резкая расчлененность рельефа предопределили и более значительное развитие обвалов и оползней в Кордильера-Бланке по сравнению с Кордильера-Негра. Но была и общая причина, способствовавшая склоновым смещениям на столь значительное расстояние (150–200 км) от эпицентра землетрясения. Это сильные дожди, шедшие беспрерывно в этом районе до 17 мая 1970 г. Они увлажнили верхнюю часть горных склонов, значительно уменьшили сцепление в рыхлых толщах, а подземный толчок привел в движение неустойчивые массы пород.

Схема формирования оползня Мантаро на участке долины Маюнмарка (по Дж. Беррокалу и др.,1978): 1 — пласты песчаников и глинистых сланцев; 2 — аспидные сланцы и филлиты; 3 — морены; 4 — рыхлые (аллювиальные) отложения; 5 — оползневые массы; наклонные стрелки — направление подземного стока

Общий ущерб, нанесенный обвалами и оползнями, был больше, чем от Уаскаранской лавины 1962 г. Они во многих местах перекрыли дороги, железнодорожные пути и были причиной гибели и увечий значительного, но так до сих пор и не установленного количества людей. Наибольшее число несчастных случаев произошло на восточном фланге Кордильера-Бланки. Однако эти оползни представляют опасность и после землетрясения. Мало того, что они могут начать Движение при последующих подземных толчках. Большая увлажненность района способствует их подвижности и без землетрясений. Например, один из крупных оползней в рыхлых ледниковых отложениях, разрушивший 150-метровый участок главного шоссе в районе Юнгая, ирригационный канал и несколько домов, активизировался с наступлением дождливого сезона в конце ноября 1970 г., спустя пять месяцев после землетрясения. А в декабре, спустя две недели после начала сезона дождей, в этой области оползни блокировали полностью или частично дороги в долине р. Санта почти ежедневно.

Крупнейший в западном полушарии Земли

Перу, 1974 г. Еще были свежи воспоминания о грандиозной Уаскаранской лавине, а природа уже уготовила этой стране славу родины крупнейшего в западном полушарии оползня-гиганта.

Оползень произошел 25 апреля 1974 г. Со склона хребта Викунаёк, что в Перуанских Андах, в долину р. Мантаро обрушилось 1,3 млрд. м 3 скальных и рыхлых пород. В результате были разрушены деревня Маюнмарка и несколько ферм. Погибло 400 человек. И если бы не была произведена эвакуация, то погибло бы еще 200 жителей.

Сорвавшись с горной вершины высотой до 4 км, оползневая масса ринулась вниз и за несколько минут покрыла расстояние в 7 км, скользя по крутому левому склону долины р. Мантаро, а затем, преодолевая силу тяжести, прошла еще 1 км вверх по правому склону, поднявшись на 200 м по вертикали.

В каньоне р. Мантаро возникла гигантская завальная плотина длиной 3,8 км, шириной 2,5 км, высотой 170 м и объемом 800 млн. м3. Течение р. Мантаро с расходом воды 150 м3/с было остановлено, и перед плотиной быстро образовалось водохранилище длиной около 32 км, вместившее более 670 млн. м3 воды. Вода затопила большие участки автострады и сельскохозяйственные угодья, что наряду с разрушением зданий нанесло существенный ущерб этому и без того отсталому в экономическом отношении району. Возникла угроза прорыва завала и наводнения, устранить которое можно было лишь путем организации искусственного водослива.

Долина Маюнмарка, выпаханная ледниками, принимает в себя разветвленную сеть ручьев, глубоко прорезающих террасы, сложенные моренными отложениями. Эти потоки сливались у д. Маюнмарка и текли по каньону Кочекей до р. Мантаро. Кроме поверхностного существовал и подземный сток со стороны р. Пумаранра и озер Янакоча и Минаскоча, расположенных на высоте более 4000 м.

Горы, окружающие долину, сложены пермскими песчаниками и глинистыми сланцами. Они залегают на палеозойских аспидных сланцах и филлитах, непроницаемых для воды. Скальные породы с поверхности перекрыты ледниковыми (моренными) и другими рыхлыми отложениями мощностью свыше 100 м.

В ноябре 1973 г., за 5 месяцев до катастрофы, было обнаружено аномально огромное количество воды в рыхлых отложениях террас у дер. Маюнмарка и несколько небольших оползней. Непроницаемые для воды пласты пород способствовали ее накоплению во всех вышележащих толщах за счет атмосферных осадков, поверхностного и подземного стоков. Крутые склоны гор с углами наклонов на отдельных участках до 45°, а также падение пластов песчаников и сланцев в сторону долины р. Мантаро — все это усугубляло опасность внезапного срыва водонасыщенных грунтов. Поэтому была предсказана возможность возникновения здесь крупного оползня. Прогноз полностью оправдался.

О связи оползня Мантаро с землетрясениями существуют разноречивые мнения. За прошедшие 70 лет сейсмичность района была очень низкой. В последние Дни перед оползнем на удалении 100 км от места его образования произошло 4 слабых землетрясения, а за 17 часов до оползня в 660 км юго-восточнее долины Маюнмарка был зарегистрирован 8-балльный подземный толчок (М=5,8). Эти сейсмические явления из-за своей отдаленности и малой интенсивности не могли существенно повлиять на потерю устойчивости склонов долины Маюнмарка. Тем не менее оползень мог быть спровоцирован слабым подземным толчком, сила которого была настолько мала, что он не был зарегистрирован локальными сейсмостанциями. Зато смещение самого оползня было записано ими достаточно подробно. Это один из немногих случаев инструментальной регистрации сейсмических явлений, вызванных обрушением скальных пород.

Оползень Мантаро сместился по вертикали почти на 2 км и с невероятной силой ударил по днищу и противоположному склону долины. Не будет преувеличением сказать, что этот гигантский удар потряс весь Южно-Американский континент. Сейсмические волны, образованные оползнем, были зарегистрированы на расстоянии до 2890 км (в Бразилии). Длительность движения оползня, определенная по сейсмограммам, составила 1,5–4 минуты. Эти данные в совокупности с материалами обследования пострадавшего района показали, что оползень представлял собой сложное многоактное явление. В первую его стадию сместился слой обводненных рыхлых отложений объемом до 560 млн. м3. Высокоамплитудная фаза колебаний, отмеченная на сейсмограммах через 70 секунд после начала скольжения оползня, указывала на то, что, прежде чем удариться о каньон Мантаро, он прошел путь в 3,5 км. Это значило, что первый оползень сорвался со средней части склона, уничтожив террасы и расположенную на них дер. Маюнмарка. Скорость его перемещения составила 180 км/ч. Движение столь огромной массы пород еще более увеличило неустойчивость склона, особенно крутонаклоненных пластин песчаников и сланцев. Удар гигантского оползня о дно долины вызвал местное землетрясение, которое могло способствовать дальнейшему смещению неустойчивых масс. И 700 млн. м3 скальных пород обрушились вслед за первым оползнем, усеяв крупными блоками горные склоны и завальную плотину в долине Мантаро.

Кинетическая энергия оползня Мантаро — 4,4x1022 эрг, а потенциальная гравитационная — 1024 эрг.

Сейсмическая энергия, излученная во время движения оползня, составила около 1018 эрг, а сила «ударного» землетрясения достигла 6 баллов (М=4,0).

Здесь важно подчеркнуть, что достаточно квалифицированное обследование района позволило предсказать место возникновения этого крупнейшего в западном полушарии оползня практически без проведения сложного и дорогостоящего комплекса разведочных работ. Это убеждает в значимости геологических критериев прогноза оползневой опасности.

Европа

Большую часть территории Европы занимают обширная Восточно-Европейская равнина, Балтийская гряда и низменные прибрежные пространства, прилегающие к шельфовым зонам морей. На этой территории нет высоких гор и практически неизвестны подземные толчки, когда-либо приводившие к образованию крупных обвалов и оползней. Но они могут возникать здесь на крутых склонах речных долин за счет сотрясений, приходящих из удаленных очагов сильных землетрясений, сосредоточенных преимущественно в сложноветвящейся системе горных поднятий на юге Европы. Входящие в эту систему Пиренеи, Альпы, Карпаты, Балканы и Кавказ являются частью Средиземноморско-Азиатского сейсмического пояса и обладают благоприятными геолого-геоморфологическими условиями для возникновения различных склоновых смещений, в том числе сейсмогравитационных. Этому способствует резкорасчлененный на значительных площадях крутосклонный рельеф в сочетании со слагающими горные цепи молодыми толщами пород (песчаники, глины, конгломераты, известняки), интенсивно смятыми в складки и разбитыми разломами разных рангов. Тысячелетия назад в нижнем ярусе рельефа этого региона растаяли ледники, заполнявшие широкие долины и подпиравшие их борта своими телами. Начался длительный процесс глубинной ползучести и гравитационного расседания склонов, лишившихся своих ледовых контрфорсов. Землетрясения стимулировали этот процесс и вызывали обвалы и оползни, чаще зарождавшиеся по другим причинам.