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.

---

Перед фронтом горного оползня, как это и всегда бывает в таких случаях, двигалась подушка сжатого воздуха, сокрушая все на своем пути. Над долиной Унтерталь в полное безветрие поднялась громадная туча пыли, покрывшая окрестности. Все сделалось светло-серым, и даже многих дождливых дней не хватило бы для того, чтобы смыть толстый ее слой с близлежащих лугов и деревьев.

Фронтальная крупноглыбовая часть оползня-обвала прошла путь в 2,4 км от места отрыва до северной части долины Унтерталь менее чем за 30 секунд, двигаясь со скоростью от 80 до 240 м/с. Каменный вал, образовав в долине 40-метровый глыбовый конус, поднялся на ее противоположный склон на высоту до 100 м, достигнув местечка Дюнеберг.

Объем глыб у Дюнеберга нередко достигал 100–200 м3, а вес — 250–500 т. Самая крупная из заброшенных сюда сланцевых плит имела размеры 15x12x7 м, объем 1260 м3 и вес 3,3 тыс. т. Стремительно летящие острые пластины сланца, как бритвой срезали толстые древесные стволы елей, что было обнаружено при раскопках.

Преодолев в свободном полете значительную часть пути, каменная лавина фронтальным ударом уничтожила селение в долине Унтерталь. Сюда же были принесены сорванные и искореженные рельсы железной дороги с Платтенберга и остатки леса с противоположного склона долины. Но на этом не закончилась разрушительная деятельность обвала. Подобно гигантскому лавовому языку, от его передней части в районе Дюнеберга отделился сухой щебневой поток. Сделав резкий поворот на северо-запад на 25° от прежнего направления движения, он стремглав пронесся по долине на 1400 м. Жители, находившиеся на столь значительном расстоянии от места отрыва оползня и наблюдавшие за его развитием со стороны с. Мюсли, и не подозревали, какой смертельной опасности они подвергаются. Многие из этих несчастных были застигнуты врасплох стремительно несущимися каменными валами и погребены вместе со своими домами.

Щебневой поток двигался по почти горизонтальному основанию (плоскотине). При максимальной длине потока в 1500 м ширина его составляла 400–500 м, средняя мощность — от 15 до 20 м, а покрытая им площадь — 580 тыс. м². Оставшиеся в живых свидетели этого происшествия сообщали, что щебневые массы не перекатывались, как это обычно бывает при обвалах, а молниеносно скользили по земной поверхности. Столь быстрое движение громадного количества сухих скальных масс по плоскому основанию стало возможным не только благодаря большому запасу кинетической энергии. Пропитанные влагой распаханные и луговые почвы долины Унтерталь сыграли роль грязевой смазки, значительно облегчившей перемещение скальных масс, практически перешедшее в скольжение.

Поверхность щебневого потока представляла хаос застывших земляных холмов. Они были сложены глыбами черных сланцев различной величины. Между холмами в различных частях потока обнаружены особые формы, не нашедшие пока своего объяснения. Это заостренные, крутобокие, кеглеобразные конусы высотой от 1 до 3 м, состоящие из размельченного материна серой сланцевой породы. Подобные конусы в последнее время были обнаружены В. П. Солоненко на Хаитской земляной лавине, возникшей при 9-балльном землетрясении 1949 г. в Таджикистане. Там их происхождение объяснялось процессом длительной вибрации земной поверхности в ходе подземных толчков. В случае оползня Эльм механизм формирования упомянутых конусов, по замечанию А. Гейма, остается загадочным, тем более что землетрясений в тот момент не было.

Двигаясь по равнине, щебневой поток, как плуг, вспахивал мягкую луговую почву на глубину не менее 1 м и отбрасывал в сторону ее пласты. Одну за другой он выкопал опоры железного моста, обнаруженного затем в виде искореженных стальных балок вместе с остатками фундамента под толстым слоем обломков. Разрушая и заваливая дома, щебневой поток, как на санках, уносил их крыши. Достигнув р. Зернф, поток щебня заставил ее дважды изменить направление течения. Ручьи Чингель и Рамин были завалены, а их воды, прорвавшись на поверхность, образовали небольшое озеро над засыпанными складами сланцевого карьера. В первые дни после горного обвала поверхность щебневого потока оставалась совершенно сухой и была покрыта слоем пыли толщиной 2 см. Затем дожди отмыли пыль и вместе с водой подпруженных и засыпанных ручьев пропитали влагой щебневую массу. Если бы обследование было проведено с опозданием, то можно было бы прийти к неправильному заключению о том, что в формировании щебневого потока и оползня Эльм в целом большую роль играла обводненность пород. На самом деле, как мы видели, все было иначе.

Весь процесс смещения оползня Эльм и распространения щебневого потока занял менее 2 минут. Опустошенная территория имела площадь около 895 тыс. м2. По образному сравнению А. Гейма, скальных пород, содержащихся в оползне Эльм, вполне хватило бы для застройки жилыми домами 200 таких городов, как Цюрих (без окрестностей) по состоянию на 80-е годы XIX в.

Образование, казалось бы, впечатляющей ниши отрыва и смещение 10 млн. м3 скального грунта не очень изменили форму склона горы Миттагхорн. Даже человек, хорошо знающий местность, не сразу бы заметил изменение его профиля. Между тем, несмотря на сравнительно незначительные размеры, оползень Эльм оставил потомкам свои загадки, ждущие решения. Это прежде всего возникновение в сухом, стремительно несущемся щебневом потоке конусов, сложенных более мелким грунтом, застывших затем в виде своеобразных «термитных» (кеглеобразных, по А. Гейму) построек, и, наконец, необычно большая скорость его скольжениях[21] по горизонтальной поверхности уже после того, как главная масса оползня остановилась и потеряла большую часть своей кинетической энергии, поднявшись на северный склон долины Унтерталь у Дюнеберга.

Вайонтская катастрофа

В октябре 1963 г. весь мир облетела весть о трагедии в Итальянских Альпах. Стихийное бедствие, постигшее один из горных районов, не было внезапным. Грозные предвестники надвигавшейся катастрофы фиксировались задолго до событий, ставших роковыми для тысяч людей. Ее причины и последствия изучены итальянскими специалистами Л. Мюллером, Л. Бройли и советским ученым И. М. Буачидзе.

В 1960 г. на южном склоне Альп, в узком ущелье р. Вайонт глубиной до 250 м, была построена арочная бетонная плотина. Высота ее достигала 265,5 м, толщина — 3,40 м (в верхней части) и 22,7 м (в нижней), длина гребня — 100,5 м. В ходе строительства было вынуто 385 тыс. м3 грунта и в тело плотины уложено 360 тыс. м3 бетона. За три года с момента завершения строительства гидроузла подпруженная река создала Вайонтское водохранилище.

9 октября 1963 г. в 22 часа 38 минут с левого борта водохранилища с высоты до 1200 м над дном долины обрушился громадный оползень-обвал объемом до 360 млн. м3 скальных пород. С быстротой курьерского поезда, за несколько секунд, оползень перелетел через ущелье Вайонт, не коснувшись его дна, и поднялся на правый берег на высоту до 140 м.

Оползень вызвал гигантский выплеск и почти полностью вытеснил воду из водохранилища. 114 млн. м3 воды взметнулись над гребнем плотины чудовищной волной высотой 246 м. Ревущим водопадом она обрушилась в нижний бьеф плотины и ринулась вниз по долине р. Вайонт, сметая все на своем пути. Волна смыла служебные помещения со всем обслуживающим персоналом, расположенные в ущелье Вайонт и, вырвавшись в главную долину р. Пьяве, уничтожила города Лонжероне, Пираго, Вилланова, Ривальта и Фае. Погибло 3000 человек (по другим сведениям, 1900 человек). В бурлящем потоке исчезла обсерватория, где велись тщательные наблюдения за динамикой развития оползня. Людей, видевших его стремительный срыв с горного склона, не осталось в живых. Плотина не не получила почти никаких повреждений.

Что же явилось причиной катастрофы? Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо вкратце осветить геологическое строение района.

Геологический разрез левого берега долины р. Вайонт (по Л. Мюллеру и Л. Бройли, 1967, упрощено): 1 — пачка мергелей и мергелистых известняков, сползших в долину (стрелка—направление движения оползня Вайонт); 2 — массивный оолитовый известняк; 3 — разрывы; 4 — поверхность оползания; 5 — ущелье р. Вайонт

Долина р. Вайонт вложена в широкую корытообразную синклинальную складку, крылья которой сложены массивными оолитовыми известняками, служащими основанием для плотины. На них залегает пачка мергелей и мергелистых известняков мощностью до 300 м, собранная в мелкие складки. Эти породы склонны к оползанию. В естественном состоянии они как бы покоятся на громадном «стуле», «сиденье» и «спинка» которого сложены упомянутыми толстослоистыми известняками. «Спинка» «стула» в глубине горы Ток наклонена под углом 45–50° в сторону долины р. Вайонт, а «сиденье» почти горизонтально и вместе с лежащей на нем толщей пород подтоплено водохранилищем. Такая структурная ситуация сыграла немаловажную роль в развитии оползня, а именно в формировании поверхности его смещения. Река Вайонт за миллионы лет прорезала известняково-мергелистую толщу. На месте чаши водохранилища был сравнительно широкий отрезок речной долины. В ее левом борту река выработала довольно пологую ступень Пианделла-Поцца, которая примыкала к нижней части северного склона горы Ток, где и произошли главные события. Дело в том, что здесь пласты пород были наклонены в сторону чаши водохранилища под углом более крутым (до 50°), чем склон горы Ток. Это остоятельство, а также то, что выше по склону пласты были собраны в крупную антиклинальную складку и по ее оси разорваны мощной трещиной, привело к следующему. Головы пластов оказались обнаженными на довольно высоких отметках г. Ток, что значительно облегчило просачивание атмосферных осадков и талых вод в мергелисто-известняковую толщу. При выходе пластов на пологую ступень Пианделла-Поцца они меняли свое залегание на почти горизонтальное, согласно общему наклону этой ступени. В ее нижней части пласты были подрезаны р. Вайонт. Такая ситуация обусловила интенсивную циркуляцию грунтовых вод в толще пород. Если ее верхняя часть свободно пропускала атмосферные осадки, то нижняя, состоящая из толстослоистых доломитизированных известняков, служила своеобразным водоупором, обладавшим незначительной фильтрацией. Здесь и формировался основной поток грунтовых вод, направленный к руслу р. Вайонт, что явилось одним из важных условий образования оползня, ибо за счет постоянного смачивания грунтовыми водами подошвы 300-метровой толщи, лежащей на водоупоре, уменьшались силы трения и общего сцепления ее со скальным массивом.