В 10 часов утра 18 мая некто мистер Диббл, первым заметивший признаки надвигающегося наводнения, оповестил жителей долины рек Гро-Вентр и Снейк о грозящей опасности. К сожалению, некоторые игнорировали это предупреждение и стали спасать свое имущество, вместо того чтобы позаботиться о спасении жизни. В 11 часов утра вода прорвала оползневую плотину сразу в трех местах.
Из ущелья над деревней Келли вырвался водяной вал высотой более 4,5 м. Все здания были снесены, за исключением школы и небольшой церквушки. На месте селения теперь расстилалась широкая равнина. В долинах отмеченных рек снесло мосты и разрушило несколько ранчо. Многие жители утонули или с трудом спаслись Ширина потока по фронту при выходе из ущелья достигала 1200 м. Сплавной лесоматериал был заброшен на высоту до 4,5 м на деревья, растущие на равнине. На отдельных отрезках пути поток, очевидно, превращался в настоящий сель, поскольку перемещал на значительное расстояние блоки пород до 6 м в поперечнике. В результате прорыва оползневой плотины уровень озера понизился на 15–18 м, а объем водной массы, перелившейся через гребень плотины, составил около 52 млн. м
3
. Нельзя не отметить, что эти цифры очень близки к прогнозным, данным в свое время Германом Стэблером.
Ущерб, нанесенный непосредственно оползнем Гро-Вентр, составил около 25 тыс. долларов. Оползень не только уничтожил значительные участки новой автострады и частично горные дороги, но и разрушил поливную ирригационную систему, обеспечивающую орошение 1 млн. м
2
возделываемых земель, и только дожди, прошедшие после 23 июня 1925 г., спасли урожай от гибели. Ущерб от прорыва плотины не подсчитан, но он был значителен, поскольку последствия наводнения ощущались ниже по течению р. Снейк вплоть до района Айдахо-Фолс.
Чтобы не нарушать временную последовательность событий, укажем здесь на некоторые небольшие по объему оползни США, приведшие к значительным разрушениям.
Южнокалифорнийская электростанция Биг-Крик была построена у основания холма, склоны которого в верхней части имели естественный угол наклона 41°. В течение 35 лет (до 1946 г.) работники электрокомпании регулярно осматривали склон холма, по которому были проложены четыре турбинных водовода. Все было предусмотрено на случай возникновения оползня. Считалось, что крупные валуны в верхней части склона не представляют опасности. Однако в результате таяния снега и прошедших дождей, увлажнивших землю, один из валунов весом 5 т начал скользить вниз по склону. Затем он сорвался и, подпрыгивая, покатился вниз. Валун повредил два водовода, один из них в десяти местах. В 90 м от места срыва валун вмял стенку одной из стальных труб водовода на 12 см. Этого оказалось достаточно, чтобы находившаяся под большим давлением вода разорвала верхнюю часть трубы. Образовалась щель длиной 2,5 м и шириной 10 см. Хлынувшая на склон вода вызвала настоящий селевой поток, начиненный крупными валунами, которые подвергли бомбардировке другие водоводы и машинный зал электростанции. Разбитые водоводы поставляли новые порции воды в селевой поток. Заделать трещины в трубах или перекрыть их было невозможно из-за сплошного потока грязи. Она извергалась в течение часа, пока водоводы не осушились.
Град валунов весом до нескольких тонн ударил по турбинному залу. Два генератора были полностью разрушены, один поврежден, и лишь один остался целым. Вот плачевный результат того, что со склона соскользнул всего один-единственный валун.
В июне 1956 г. в каньоне р. Ниагара слабый сейсмический толчок вызвал растрескивание массива известняков и доломитов на американской стороне ущелья, в районе электростанции Шуллкопф. Это происходило в 600 м от зоны разломов, где в 1954 г. уже были обвалы. Здание электростанции находилось на дне ущелья глубиной 66 м. В растрескавшихся известняках и доломитах резко усилился приток грунтовых вод, и они заливали электростанцию. Бригада по откачке воды работала весь день, а в 5 часов 10 минут пополудни со склона обрушилось 50 тыс. т скальных пород. Две трети всех сооружений электростанции Шуллкопф было разрушено, остальные затоплены. Город Ниагара-Фоле остался без электроэнергии. Нанесенный ущерб составил 100 млн. долларов.
Оползень Мадисон
17 августа 1959 г. в Скалистых горах на севере США произошло 10-балльное землетрясение (М=73/4). Эпицентр его располагался в бассейне р. Мадисон, у северо-западных границ Иеллоустонского национального парка, известного своими уникальными природными комплексами (рис. на с. 22). Живописная долина р. Мадисон привлекает многочисленные группы туристов. В ночь перед землетрясением одна из них разбила свой лагерь Рок-Крик в каньоне Мадисон, а 30 человек обосновались на ночлег немного ниже по течению реки.
На протяжении шести недель до этого рокового дня не было дождей, стояла сухая погода, и, казалось, ничто не предвещало трагических событий. Например, возможность внезапного наводнения полностью исключалась, поскольку сток р. Мадисон в ее верховьях был зарегулирован земляной плотиной с бетонным ядром, сдерживающей воды оз. Хебген.
В момент главного подземного удара в 10 км от оз. Хебген ниже по течению р. Мадисон в узком каньоне сформировался оползень—один из крупнейших в США. С юго-восточного борта каньона сорвалось 22,4 млн. м
3
скальных пород. В ходе перемещения и дробления объем их увеличился до 29,6 млн. м
3
. Вес обрушившейся массы достигал 60 млн. т.
Двигаясь со скоростью 160 км/ч, оползень стремительно пересек долину р. Мадисон. Мощный взрыв потряс окрестности. Это из-под остановившегося языка оползня вырвался сжатый воздух, попавший в ловушку, захваченный движущейся скальной массой скорее всего на дне каньона. Обрушившиеся в русло реки сухие скальные породы вызвали громадную грязе-каменную волну высотой до 30 м. Она опустошила берега, уничтожив вековые деревья и содрав почвен-но-растительный покров на протяжении 0,8–1 км. Волна поглотила лагерь Рок-Крик. Многие из людей, отдыхавших в вагончиках, палатках или просто на земле, были серьезно ранены, 30 человек, ночевавшие на берегу ниже по течению реки, погибли, заваленные оползнем.
Подпруженная река образовала новое озеро, уровень которого быстро повышался. Уже к 6 часам 30 минутам 18 августа вода поднялась на 6 м и затопила лагерь Рок-Крик. Через три недели глубина озера увеличилась до 60 м. Оно вытянулось вверх по течению на 10 км и почти достигло плотины Хебген.
Как и во всех подобных случаях, по мере наполнения подпрудного озера, получившего название озеро Землетрясения, возникла опасность прорыва завала. Она усугублялась еще и тем, что плотина Хебген также была ослаблена землетрясением и при ее разрушении вероятность катастрофического перелива через оползневой завал значительно увеличивалась. В такой критической ситуации Корпорацией инженеров США были предприняты быстрые и решительные действия. Главное было не допустить подъема воды до гребня завала. С этой целью через него был прорыт 75-метровый канал. Спущенная по нему вода размыла обвальную массу и углубила водосток на 15 м. Это мероприятие уменьшило водный запас в оз. Землетрясения больше чем наполовину и практически исключило возможность прорыва оползневой плотины.
Характерно, что оползень Мадисон произошел не в самой крутосклонной и резкорасчлененной части каньона. Возникновению срыва способствовал протягивающийся сюда разлом (сброс) Мадисон-Рэндж, вдоль которого при землетрясении образовался 6-метровый уступ. Высота оползневого склона достигала всего 300–450 м над дном каньона. До оползня склон имел выпуклую форму и был сложен доломитами, гнейсами и сланцами (см. рис.). Доломиты разбиты трещинами и прорезаны узкими ущельями с углами наклонов земной поверхности до 45°. Часть оползневого склона, сложенная еще более трещиноватыми гнейсами и сланцами, была не такой крутой, с наклоном не более 27°, и также расчлененной ложбинами стока глубиной до 1,8 м.
Разрез оползня Мадисон (по Д. Б. Хадли, 1964): 1 — гнейсы и сланцы; 2 — доломиты; 3 — речные (аллювиальные) отложения; 4 — амфиболитовые гнейсы; 5 — обрушившаяся часть горного массива;
6 — оползневые массы; стрелка — направление движения оползня
Одним из самых ярких структурных элементов оползня был мощный блок доломитов клиновидной формы длиной до 1,6 км и шириной до 150 м. Залегая в нижней части склона, он служил своеобразной подпоркой, упором-контрфорсом для вышележащих пород, с которыми он не имел прочной связи, будучи отделенным от них гигантской трещиной-разломом.
В момент землетрясения долина р. Мадисон на этом отрезке не только испытала сильные сейсмические колебания, но и в течение нескольких минут опустилась по разломам на 2,4 м. Внезапное и резкой опускание участка каньона вызвало исчезновение упоров-контрфорсов в основании неустойчивых масс на крутых склонах. Сам же подземный толчок привел эти массы в движение. В частности, он выбил доломитовый «клин», сдерживающий толщу гнейсов и сланцев, а они, лишившись опоры, буквально «потекли» в каньон.
Отрыв скальной массы произошел практически одновременно в полосе длиной более 1,5 км. Трещина отрыва не только отчленила часть склона каньона, обращенного к р. Мадисон, но и, достигнув гребня водораздела, перешла через него на противоположный склон. Скальный гребень шириной до 90 м по склону и высотой не менее 60 м был оторван и сброшен на дно каньона. В результате возникла новая водораздельная линия вдоль оползневой стенки отрыва. Высота ее на некоторых участках оказалась ниже прежнего уровня земной поверхности на 30–90 и даже на 120 м. На месте части бывшего склона с выпуклым профилем возникла глубоко вогнутая оползневая ниша — амфитеатр шириной до 600 м.
Оползень прошел путь в 1,6 км и сместился по вертикали на 480 м. Масса раздробленных скальных пород покрыла на дне каньона площадь в 52,6 га (0,5 км
Район, подверженный каменным лавинам на северо-восточном склоне вулкана Рейнир (по Д. Р. Кранделлу и Р. К. Фанестоку, 1965): 1 — отложения грязевого потока; 2 — отложения каменных лавин (стрелки — направление их движения); 3 — морены; 4 — ледники; 5 — предположительные границы моренных образований и изменчивые границы ледников
Каменные лавины вулкана Рейнир
Вулкан Рейнир находится на тихоокеанском побережье США. За тысячелетия своей активной деятельности он насыпал гигантский конус, состоящий из темно-красно-коричневых андезитовых лав вперемешку со шлаками, брекчиями и другими продуктами взрывных извержений. Величественная коническая вершина вулкана, покрытая белой фирновой шапкой, возвышается на 4392 м и является самой высокой в Каскадных горах. По его склонам спускаются многочисленные ледники, из трещин в застывших лавовых потоках нередко вырываются струи пара, взмывающего вверх легкими; белыми облаками. Всеми этими красотами могут любоваться туристы, посещающие организованный здесы Национальный парк горы Рейнир.
Мерное дыхание вулкана перемежается с паровыми взрывами, приводящими в движение неустойчивые скальные массы. И тогда вулкан в буквальном смысле стреляет каменными лавинами (их изучали Д. Р. Кранделл и Р. К. Фанесток).
14 декабря 1963 г. от вершины Литл-Таома (высота 3335 м), расположенной на восточном склоне горы Рейнир, откололся громадный блок вулканических брекчий, застывших лав и валунов. Отрыв произошел от уступа, возвышающегося на 600 м над ледником Эммонс. Рухнув с такой высоты, горная масса ударилась о поверхность ледника и, подняв гигантское облако снежной пыли, образовала каменную лавину, стремительно понесшуюся вниз, к подножию вулкана в направлении р. Белой. Скорость лавины на разных участках ее 7-километрового пути, по-видимому, изменялась от 160 до 480 км/ч. Сила фронтального удара лавины была такова, что, наткнувшись на отрог горы Гоут-Айленд, она срезала лежащие на нем рыхлые отложения вплоть до коренных пород. В результате такого выпахивания образовался уступ длиной 240 м и высотой 42 м, возвышающийся над руслом р. Белой в самой узкой части ее долины. Расположенная здесь конечная морена ледника Эммонс, возникшая в 1700–1900 гг., возвышается над застывшим теперь телом лавины на 210 м. С растущих на вершине морены деревьев были содраны кора и ветви. Это сделали стремительно летевшие по воздуху скальные обломки. За счет высокой скорости два лавинных языка, пройдя путь в 5 км, еще обладали достаточным запасом энергии, чтобы взметнуться на склон горы Гоут-Айленд на высоту 75 и 90 м, а в конечной точке своего движения, на удалении почти в 7 км от места отрыва, они поднялись по склону против силы тяжести на высоту 42 м. Накатываясь на крутые борта троговой долины и отражаясь от них, лавина не раз круто меняла направление своего движения, а достигнув края ледника Эммонс, она совершила прыжок с ледникового уступа высотой 90 м.
Такое необычное поведение, большой путь и высокие скорости каменной лавины объясняются особыми условиями ее формирования.
Пролетев 600 м в свободном падении, скальный блок объемом в несколько миллионов кубических метров при ударе о ледник Эммонс раздробился на массу мельчайших обломков. При этом скорость падающей обвальной массы могла достигать 256 км/ч. Стремительно промчавшись по леднику на расстояние в 2100 м, обвальная масса переместилась по вертикали еще на 720 м, что вряд ли способствовало снижению уже набранной скорости за счет удара и трения о лед. Взметнувшись вверх с края ледника, как со своеобразного 90-метрового трамплина, мелкодробленая скальная масса пролетела около 600 м, развернулась в полете широким шлейфом и при падении в долину захватила некоторый объем воздуха, сжала его при ударе о днище долины и на этой воздушной подушке покрыла расстояние еще почти в 3 км. По существу на этом отрезке пути лавина напоминала сухой поток, двигавшийся наподобие жидкости. Распыление пород при ударе до состояния мелкодробленой массы создало плотный, непроницаемый слой обломков, не пропускавших воздух наружу. Но даже если он и прорывался наверх сквозь слой обломков, то при этом значительно уменьшалось трение между частицами породы, что способствовало увеличению подвижности всей массы лавины. Утечке воздуха в боковом направлении препятствовали крутые стенки долины.