В высокогорном ярусе рельефа (более 3000 м), там, где сердцевину хребтов составляют прочные кристаллические породы (гнейсы, сланцы, граниты), обвально-оползневая опасность не уменьшается. Физическое, включая морозное, выветривание создало здесь скалистые пики причудливой формы. Многочисленные ледники, подчас пульсирующие, занимают огромные пространства (около 4140 км в Альпах) и нередко Нависают своими языками над долинами, а в сочетании с многочисленными карами, трогами, карлингами благоприятствуют возникновению неустойчивых склонов в этом хаосе ледово-каменных остроконечных гребней.
По данным известного сейсмолога В. Карника, на территории Европы, и прежде всего в ее горной части, за 55 лет с начала XX в. произошло около 10 землетрясений с М=6,8–7,2 (9-10 баллов), два - с М=7,3–7,7 (10 баллов) и не менее 15 подземных толчков с М=6,3–6,7 (8–9 баллов), имевших неглубокие очаги в земной коре. Однако описания обвалов и оползней, возникавших при сильнейших из этих землетрясений, практически отсутствуют.
Между тем в прошлом такие события здесь происходили не раз.
Во время сильного землетрясения 464 г. до н. э. в Спарте, разрушившего почти все дома и погубившего много жителей, возникли глубокие пропасти. В хр. Тайгет откололись и обрушились некоторые горные вершины.
В 373 г. до н. э. в ходе сильного землетрясения на дно морское на значительную глубину погрузился г. Гелика, распологавшийся на берегу Коринфского залива. Бывший неподалеку г. Бура провалился в трещину, возникшую в ходе землетрясения, и был поглощен ею почти так же, как его несчастный собрат - г. Тмогви на Кавказе, исчезнувший в разверзшейся трещине при землетрясении 16 апреля 1088 г.
В III в. до н. э. сильное землетрясение разрушило холм Эпопей в середине о. Пиффекус, лежащего в Тирренском море. Вслед за этим произошло извержение вулкана, и часть суши была "вытолкнута в море".
Не исключено, что отмеченные склоновые смещения в прибрежной зоне были громадными оползнями, подобными тому, который при сильнейшем землетрясении 1692 г. унес с собой в морскую пучину Порт-Роял - город пиратов и конкистадоров на о. Ямайка в Карибском море.
А можно ли найти склоновые смещения, вызванные древними землетрясениями, сведения о которых не сохранились в исторических документах и памяти людей?
Очевидно, можно, если знать характерные признаки, присущие аналогичным образованиям, возникшим при современных сильных землетрясениях.
Одним из доказательств сейсмогравитационной природы таких смещений может быть их значительный уход от своих стенок отрыва и одновременность возникновения на значительной площади. В момент землетрясения обрушившиеся со склонов породы попадают как бы на громадный грохот. Сейсмические колебания сообщают движущимся обвально-оползневым массам дополнительное ускорение, и последние покрывают расстояния иногда в десятки километров, чего нельзя ожидать от обычных обвалов и оползней. Этот признак особенно надежен, когда речь идет о значительных перемещениях по фактически горизонтальной поверхности речных долин сухих грунтов, сорвавшихся с невысоких (десятки метров) склонов.
Италия. Фриули, 1976 г
6 мая 1976 г. в приальпийском районе итальянской провинции Фриули произошло 9-балльное землетрясение (М=6,4). В последующие месяцы здесь было зарегистрировано большое количество повторных толчков, а 15 сентября подземный удар интенсивностью 8 баллов (М=6,1) вновь потряс эту территорию. Последствия землетрясений были обследованы М. Гови, который считал, что сила их могла достигать 9-10 баллов. Длительность майского толчка составляла 50 секунд, в течение которых большая часть окружающих деревень была разрушена. Погибло 965 человек, и 2000 было ранено.
Фриульские землетрясения привели в движение многочисленные обвалы и оползни. Самые крупные из них произошли в районе Вензоун и охватили площадь более 80 кмг. Было проведено тщательное геолого-геоморфологическое обследование склоновых смещений с использованием крупномасштабных цветных и черно-белых аэрофотоснимков.
Район Фриули сложен преимущественно доломитами и известняками, массивными крупнозернистыми брекчиями и конгломератами. Породы собраны в складки и разбиты многочисленными разломами на блоки. Рельеф района в горной части - резкорасчлененный, с многочисленными ледниками и скалистыми вершинами, поднимающимися на 1700 м над дном долин. Склоны гор крутые, с резкими Уступообразными профилями.
Большая часть обвалов и оползней сконцентрировалась вокруг эпицентров упомянутых землетрясений. Характерной особенностью склоновых смещений было то, что они возникали преимущественно там, где уже ранее были признаки неустойчивости склонов в виде трещин отрыва и небольших оползней. Поскольку два самых сильных подземных толчка следовали один за другим с интервалом в несколько месяцев (6 мая и 15 сентября), то было отлично видно, что майское землетрясение и его афтершоки хотя и вызвали обвалы и оползни, но в основном готовили склоны к последующим обрушениям. Например, в районе Портисы в ходе этих землетрясений трещины на склонах открылись, зоны разломов расширились. Сейсмические толчки 11 и 15 сентября еще более усугубили ситуацию, увеличили зияние этих разрывов, не вызвав, однако, обвалов. И лишь последующий сильнейший удар с М=6,1 привел горные массы в движение.
Большинство склоновых смещений было сконцентрировано на активных крыльях альпийских надвигов и в верхних частях склонов, где, очевидно, сейсмическое сотрясение достигало своего максимума. При равном расстоянии от эпицентра обвалов и оползней было больше там, где сильнее была тектоническая деформация пород (интенсивная складчатость, обилие разломов, многократно пересекающихся трещин и т. д.).
Рельеф и характер залегания пластов также сыграли свою роль в образовании обвалов и оползней. Наиболее многочисленны они были на крутых склонах, сложенных наклоненными вглубь пластами, как бы вздыбленными над речными долинами. Обычно такие склоны отмечались в сильнотрещиноватых фронтальных частях надвигов, подрезанных ледниками, выпахавшими их подножия и убравшими естественные контрфорсы-упоры для вышележащих пород, что и облегчило смещение последних.
Оползней, использовавших наклон поверхностей напластования вниз по склону, как ни странно, было очень мало, не более 10 %. Отдельные глыбы объемом до 125 м, получив ускорение во время толчков, стремительно катились по очень пологим склонам и достигали точек в долине, которые ранее считались расположенными вне зоны поражения обвалами и оползнями.
Во Французских Альпах
Одним из первых, кто нашел на юге Франции древние склоновые смещения, вызванные землетрясениями, был Пьер Гранжон. Там, недалеко от г. Прива, в местечке Шато-де-Рошесов им были обнаружены пальцеобразно расходящиеся от подножия одного из холмов тела грунтовых лавин. Они сорвались с уступа высотой 150–200 м, сложенного мергелями, базальтами и туфами. В месте их отрыва угол склона составлял всего 18°, а ниже по склону располагалась горизонтальная площадка шириной 250 м. Лавина обломков объемом в 1,5–2 млн. м не только преодолела эту площадку, но и переместилась в центр впадины на максимальное расстояние до 1 км, создав вал шириной до 400 м по фронту и высотой 30 м. Путь, пройденный лавиной обломков, в 3–5 раз превышал высоту их стенок отрыва - ситуация, аналогичная для подобных перемещений. Так было и при Чилийском землетрясении 1960 г., но в Шато-де-Рошесов склоны, по которым скользили лавины, были более пологи, чем в Чили. Это еще больше убеждает в том, что лавины могли быть вызваны сильными землетрясениями. И наконец, последнее обстоятельство. Мы знаем о том, что обвалы, происшедшие в 1952 г. в условиях, сходных с только что описанными, а также и в аналогичных породах, но уже в долине де-ла Рош и на утесе Доггер, прошли путь всего лишь в несколько десятков метров. Сравнение длины этого пути с тем расстоянием (0,7–1 км), которое прошли грунтовые лавины Шато-де-Рошесов, весьма наглядно демонстрирует их уникальность и связь с сейсмическими событиями. Они образовались несколько миллионов лет назад, судя по глубине эрозионного вреза водотоков, расчленивших 30-метровую обломочную толщу.
Крупнейший в Европе
Швейцария, раскинувшаяся в сердце Альпийских гор, - страна сказочных гномов, величественных скалистых пиков и красивейших озер, по праву снискавших ей мировую известность. Она известна еще и тем, что стала родиной самого крупного в Европе оползня-гиганта - одного из крупнейших в мире. Здесь, в кантоне Граубюнден, около 100 тыс. лет назад на склонах Гларнских Альп произошло событие, свидетелями которого могли быть люди древнекаменного века, жившие в долине Рейна. В то время в северном полушарии началась эра отступания Великого ледника. Наступила теплая, так называемая риссвюрмская межледниковая эпоха. Общее потепление климата вызвало и сокращение ледников в Альпах. Они освобождались от громадной нагрузки ледового панциря. Коренным образом изменилась устойчивость горных склонов. Оползень Флимз сформировался на сравнительно пологом склоне в толще мергелистых известняков юрского возраста. Плоскость скольжения оползня совпадала с поверхностью напластования в толще и была наклонена к Рейну под углом всего 7-12°. Гигантский блок известняков объемом до 12 км оторвался от горной гряды и с высоты 2400–2600 м соскользнул в долину Рейна. Стенка отрыва - Флимзерштейн - высотой 1000 м до сих пор отчетливо выражена в рельефе. Оползень покрыл площадь 49 км и сместился по вертикали не менее чем на 2 км. Движущаяся масса имела большую скорость перемещения. Завалив долину Рейна на расстояние 15 км, она поднялась на ее противоположный склон на высоту до 150 м. Вверх по течению Рейна образовалось подпрудное озеро. В нем на протяжении тысячелетий отлагались осадки, которые сегодня прослеживаются на многие километры. Постепенно река размыла оползневую плотину, углубив свое русло почти на 400 м.
В настоящее время Флимзский оползень находится в состоянии покоя. В его тыловой части построен курорт Флимз.
Скальные оползни в Граубюнденской области не редкость. За последние 150 лет здесь произошло не менее 11 крупных оползней объемом от 100 тыс. до 1 млн. м. Формировались они преимущественно в кристаллических породах: сланцах, гнейсах, известняках и доломитах - и происходили, как правило, в весенне-летнее время (с марта по октябрь). Некоторые из них сопровождались человеческими жертвами.
Оползень Фидац, возникший в юрских известняках 10 апреля 1939 г., объемом 100 тыс. м убил 44 человека, а образовавшийся в гнейсах 17 июня 1770 г. оползень Монбил объемом 70 тыс. м погреб под собой 17 человек. Реальную угрозу для г. Бринц создал одноименный оползень в доломитах объемом до 1 млн. м. Более крупный оползень Дизентис 29 июня 1689 г., сместивший блок гнейсов объемом 15 млн. м, унес 22 человеческих жизни.
Все эти и подобные им оползни обрушивались с высоты от 300 до 1000 м и проходили расстояние по горизонтали от 400 до 1500 м. Они покрывали территории площадью от 10 до 60 тыс. км.
Всего же за период с 1800 по 1957 г. в Граубюнденской области оползни переместили 2,44 млн. м пород. Тем зримее предстают перед нами колоссальные размеры межледникового оползня Флимз, вобравшего в себя 12 млрд. м скальных пород и покрывшего территорию почти в 50 км.
Вполне возможно, что возникновение Флимза было связано с сильнейшим землетрясением, хотя в Центральной Европе они относятся к сравнительно редким событиям. Одно из них - Базельское - произошло 18 октября 1356 г. в 22 часа по местному времени. Эпицентр землетрясения располагался в пограничной зоне между Швейцарией и Францией, а сила достигала 9-10 баллов. Очаг был приурочен к системе разломов, ограничивающих Рейнский грабен.
Большая часть зданий в г. Базель, а также замки и церкви в его окрестностях на расстоянии до 40 км были разрушены или сильно повреждены. 8-балльные сотрясения распространились на 120, а 7-балльные - на 280 км от эпицентра.
В 1935 г. в южной части Германии, около Саулгау, произошло 7-8-балльное землетрясение. В 1974 г. в 10 км западнее Базеля был зарегистрирован 6-балльный толчок.
В районе Флимза можно ожидать 7-балльное землетрясение один раз в 500 лет. Более сильные толчки будут происходить еще реже. И тем не менее даже столь редкие подземные толчки являются мощным фактором подготовки и формирования оползней. На протяжении всей истории образования Альпийской горной области произошло неисчислимое количество 7-9-балльных и более слабых землетрясений. Они вместе с разными агентами денудации (выветривание, водная эрозия, сезонная мерзлота и т. д.) подготавливали горные склоны к обрушению и оползанию. При этом совершенно не обязательно, чтобы эпицентр подземного толчка располагался на месте возникновения оползня. Достаточно, чтобы потенциально неустойчивый горный склон находился в области 6-7-балльного "транзитного" сотрясения, которое, как мы видели, нередко распространяется на сотни километров.
Оползень Флимз по сравнению с другими имел, как это не удивительно, самую пологую поверхность скольжения, что еще более подтверждает его возможную связь с землетрясениями
В горах Кавказа
Судя по историческим документам и древним летописям, сильнейшие землетрясения Кавказа на протяжении последних тысячелетий не раз сопровождались крупными обвалами и оползнями, погребавшими под собой города и селения. До сих пор не все склоновые смещения достаточно изучены и классифицированы, хотя местоположение многих из них известно. С их возникновением связано образование таких красивейших озер, как Рица, Гекгель и др.
В ряду крупных склоновых смещений стоят и ледовые обвалы, зачастую приводившие к катастрофам в этом регионе. Их генетическая связь с землетрясениями еще менее изучена, чем обычных оползней и обвалов, хотя по степени создаваемой опасности они мало им уступают.
На Кавказе в XVIII–XIX вв. грозной славой пользовался Девдоракский ледник, рожденный фирновыми полями Казбека. Не раз он обрушивал в долину Терека гигантские массы льда и камней, создавая ледяные плотины и разрушая грязе-каменными селями Военно-Грузинскую дорогу. Обвалы этого ледника происходили в 1817, 1818, 1832, 1842 и 1855 гг. Часть из них была настолько грандиозной, что на несколько часов останавливала течение Терека. По сообщению Г. К. Тушинского, в июле 1902 г. в долину Геналдона (район ущелья Дарьяла) обрушился гигантский ледяной обвал. За 2 минуты (по другим данным, за 5–8 минут) он стремительно, со свистом и грохотом промчался по долине, покрыв расстояние 12 км, и уничтожил курорт Кармадон. При движении обвала по его поверхности прокатывались 100-метровые волны, объем обрушенного льда достигал 70–75 млн. м. Обвал завалил селение Тменикау. Погибло 32 человека и много скота.
Обвалы 3 и 6 июля 1902 г. запрудили р. Геналдон, но спустя несколько часов подпрудное озеро прорвало ледяную плотину, и ревущий водяной вал промчался по ущельям Геналдона и Гизельдона.
Схема обвала Амткел, возникшего при землетрясении в 1891 г. (составлена автором и В. П. Солоненко): 1 - известняки; 2 - стенка отрыва обвала; 3 - крупноглыбовая обвальная масса; 4 - валы в обвальной массе, перелетевшей на правый борт ущелья; 5 - уступы в обвальной массе;
6 - направление движения обвала; 7 - высота валов и уступов (в метрах) в глыбовой массе обвала; 8 - завальная плотина, перегородившая ущелье р. Амткел; 9 - погребенный под обвалом правый борт ущелья; 10 - долина р. Амткел ниже завальной плотины; 11 - линии разрезов.