Катастрофы: неистовая Земля

Изучение извержений на Гавайях и, конечно, извержения вулкана Киркефедль в Исландии в 1973 г. показывает, что вулканы этого типа представляют не очень существенную угрозу. Истинную опасность таят в себе мощные вулканы, расположенные на территории менее развитых стран, где не ведется всестороннего наблюдения за проявлениями вулканической деятельности. Во время извержения вулкана Ламингтон на Новой Гвинее в 1951 г. погибло 3000 человек; это произошло главным образом из-за того, что жители деревни Хигатура не получили никакого предупреждения о надвигающейся опасности. В подобной ситуации единственным действенным способом защиты является районирование территорий по степени опасности в случае извержений и выделение высокоопасных зон, не подлежащих заселению. Но даже с такими исследованиями во многих странах мира дело обстоит плохо.

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,

Оползни

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.

Предпринимались попытки классифицировать оползни, но особым успехом они не увенчались. Это в основном объясняется тем, что нет таких одного или двух параметров, по которым можно было бы проводить классификацию и которые одновременно были бы связаны с причинами образования оползней и механизмами, приводящими их в движение.