На ее склоне, на высоте от 500 до 650 м, над деревней Билтен скопилось слишком много старого, поросшего лесом оползневого щебня в выемке на горном карнизе, сложенном мергелями и нагельфлю. Щебень, таким образом, лежал в своеобразном лотке, днище которого при увлажнении становилось скользким. В феврале 1868 г. с Хирцли обрушилась необыкновенно большая снежная лавина, накрыла лоток со щебнем и осталась лежать на нем. Весной вода растаявшей лавины насквозь промочила щебень, и он начал скользить, а в апреле сорвался с карниза. 200 тыс. м
Геологический разрез склона в районе оползня Эльм (по Е. Буссу и А. Гейму, 1881): 1 — сланцы; 2 — известняки; 3 — грифельные сланцы; 4 — досчатые сланцы; 5 — обрушившаяся часть склона;
6 — обвальные массы
Оползень Эльм
11 сентября 1881 г. жители швейцарского селения Эльм, раскинувшегося в Гларнских Альпах, пережили трагедию, надолго оставшуюся в памяти потомков.
Стояла сухая, безветренная погода. День был уже на исходе, и, казалось, ничто не предвещало катастрофы. Внезапно раздался страшный грохот, огласивший долину Унтерталь и ее окрестности. Воздушный смерч поднял высоко над землей дома, деревья и людей, отбросил их на сотни метров, и, прежде чем оставшиеся в живых оглушенные и обезумевшие от страха жители пришли в себя, их настиг каменный 40-метровый вал, ставший для них братской могилой. Тот, кто наблюдал за происходящим со стороны или по воле судьбы был отброшен воздушной волной за пределы досягаемости стремительно летящих глыб, мог только оплакивать погибших, не будучи в силах помочь им, да и вряд ли погребенные нуждались в помощи. Под ударом и тяжестью обрушившихся скальных масс едва ли могло уцелеть хоть одно живое существо.
Вот показания очевидцев, собранные Н. В. Поггенполем: «Вначале опустился в долину поток земли и камней, который не причинил, однако, несчастий, ибо жители успели спастись из той части деревни, которой угрожала наибольшая опасность. Из домов стали поспешно выносить имущество. Но вот обрушился с горы второй — больший — поток и, сметая все на своем пути, проник глубоко в долину. Паника овладела всеми. Уже несколько жертв лежало под развалинами. Жители, объятые ужасом, покидали деревню и бежали к выходу в ущелье Сернфы. Но настоящая катастрофа разразилась после вторжения второго потока. Настали минуты страшного ожидания. Еще не успело вполне рассеяться облако, поднятое обвалом, как внезапно раздался ужасный треск над каменоломнями Чингель-берга. В то же мгновение широкая трещина разорвала гору; склон ее задрожал, затем, точно приподнятый сверхъестественной силой, наклонился и грянул в равнину. Огромное облако черной пыли затмило солнечный свет. Внутри его свистели падавшие скалы. Среди страшного грома вся деревня обратилась в груду развалин, и над всей долиной пронесся смертоносный каменный ураган. Под обломками, среди внезапно наступившей ночи, главная масса обвала давила все на своем пути, уносила и подбрасывала дома и толстой стеной перегородила течение Сернфы. Тогда наступило второе несчастье: что чудом уцелело от камней, уносилось и разрушалось выступившей из берегов рекой. После дикого гула обвала воцарилась мертвая тишина. Погибло 200 человек» (с. 19–20).
Что же произошло в Эльме?
На склоне горы Миттагхорн, на высоте около 270 м над долиной Унтерталь, находился карьер для добычи грифельного сланца. Естественная поверхность склона имела выпуклую форму. В ходе отработки карьера и выемки породы образовалась искусственная ниша, подрезавшая склон в его нижней части. Скальный блок, залегающий над карьером, как бы лишился опоры и навис над небольшой выровненной площадкой — Платтенберг. Пласты известняков и досчатых сланцев, слагающих этот склон, были разбиты системой трещин, параллельных его поверхности. На глубине до 100 м пласты, круто падающие в глубь склона, были подсечены одной из этих трещин, и по ее плоскости началось смещение скального массива. Как было выяснено много позднее, оно началось совсем не внезапно. Отторжение массива, по терминологии А. Гейма, происходило в течение нескольких месяцев, и при соответствующей организации наблюдений можно было если не спасти Эльм от разрушения, то по крайней мере избежать человеческих жертв. Более того, в день катастрофы буквально за несколько минут до нее у западного и восточного краев будущего оползня один за другим произошло два крупных обвала. Гора Миттагхорн как бы предупреждала живущих внизу о грозящем им бедствии. Подобное бывает при сильных землетрясениях. За несколько минут до главного удара люди ощущают более слабый толчок так называемый удар милосердия, и многим он спасает жизнь. Но жители долины Унтерталь не успели воспользоваться этим предупреждением.
Вслед за обвалами от ниши сланцевого карьера вверх мгновенно распространилась трещина, отчленившая участок склона длиной до 500 м и шириной около 320 м. Возник оползень с тыловой стенкой отрыва высотой до 250 м и объемом до 10 млн. м
3
скальных пород. В ходе смещения объем оползня увеличился до 11 млн. 600 тыс. м.
Верхний край срыва скального блока располагался на высоте 620 м над Эльмом и 610 м над долиной Унтерталь. Средняя высота обрушения составила около 450 м.
Соскользнув параллельно крутому склону, глыбовая масса ударилась о дно карьера в районе Платтен-берга. Площадка, принявшая удар, стала для оползня своеобразным трамплином. Передняя часть каменной лавины, подталкиваемая сзади смещающимися массами, сорвалась со скального уступа, поднялась в воздух и, как гигантский черный дракон, полетела над домами и деревьями. Жители, наблюдавшие сбоку за движением оползня, отлично видели это.
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 м
3
, а вес — 250–500 т. Самая крупная из заброшенных сюда сланцевых плит имела размеры 15x12x7 м, объем 1260 м
3
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. м?. 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. м
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.