home | login | register | DMCA | contacts | help | donate |      

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


my bookshelf | genres | recommend | rating of books | rating of authors | reviews | new | форум | collections | читалки | авторам | add

реклама - advertisement



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.

И таким образом змеевидное тело лавины скользило в узком каменном лотке, совершая неожиданные броски и повороты. Например, натолкнувшись на северную боковую морену ледника Эммонс и поднявшись вверх по ней на 55 м, лавина была отклонена этим препятствием, резко свернула на юго-восток, избороздила склон горы Гоут-Айленд, отскочила от него в северо-восточном направлении и, перелетев через долину, поднялась по склону поперечного конечно-моренного вала ледника Эммонс. Фанерный домик был перемещен при этом на 90 м почти под прямым углом к простиранию долины. Без сомнения, подобные повороты лавины были бы невозможны без воздушной прослойки между движущейся обвальной массой и земной поверхностью. О том же говорит и сохранность хрупкого термографа высотой 1,5 м и груды досок, лежащих рядом с ним и предназначавшихся, очевидно, для строительства укрытия. Встретившись на пути лавины, они не были уничтожены ею. Она пронеслась над ними, не коснувшись этих предметов и лишь покрыв их слоем обломков толщиной несколько сантиметров. Это еще раз убеждает в том, что основание лавины не соприкасалось с землей, когда она проносилась над указанным местом. Покрывавший названные предметы слой снега тоже не смог бы предохранить их от разрушения, если бы лавина имела контакт с земной поверхностью. И только там, где по каким-то причинам воздушная подушка изчезала из-под основания лавины, она производила свое опустошающее действие, выпахивая на склонах гор и в моренах громадные уступы.

В дополнение к описанию подобных же обвалов и лавин на воздушной подушке (Уаскаран, Франк и др., см. ниже) можно привести свидетельства оставшихся в живых очевидцев этого явления. В 1888 г. взрыв пара в кратере вулкана Бандай вызвал образование обвала, который, превратившись в стремительный каменный поток, опустошил район в 27 км2. Японские исследователи Секия и Кикучи работали в кратере вулкана и видели образование этого обвала. По их наблюдениям, от почти отвесной стенки, обнаженной при взрыве, отделился громадный пласт породы и, рухнув с высоты 300 м на склон, раздробился на мелкие кусочки. Со страшным шумом упавшая масса ринулась вниз, напоминая бурный поток. И хотя в нем блоки и валуны до 10 м в диаметре были смешаны с более мелким материалом, в целом движение напоминало течение жидкости. По свидетельству Секия и Кикучи, не было слов, чтобы описать стремительность и силу этого необузданного потока.

Более грандиозный каменный поток на воздушной подушке, происшедший в доисторическое время, был изучен Р. Л. Шривом на северных склонах гор Сан-Бернардино в штате Южная Калифорния. Поток шириной свыше 3,2 км ушел от подножия гор на 8 км. Шрив предположил, что поток был вызван крупным оползнем или обвалом, сорвавшимся с северного склона горы Блэк-Хок. Гигантская масса пород, рухнув со склона, ударилась о скалистый выступ у основания горы и, взметнувшись с него, как с трамплина, начала горизонтальный полет. При этом, по расчетам, она развила громадную скорость—не менее 400 км/ч. В момент приземления обвальной массы, а возможно и в полете, воздух был пойман в ловушку, сжат до предела и использован в качестве своеобразной смазки при дальнейшем движении каменного потока. Без такой воздушной подушки он не смог бы покрыть столь большое расстояние (8 км). Выход воздуха вдоль краев движущейся обломочной массы позволил ее боковым частям соприкоснуться с земной поверхностью. В результате возникли валы, оконтуривающие основной поток и значительно затруднившие дальнейшую утечку сжатого воздуха. Подобные же валы наблюдались и вдоль фронта описанной каменной лавины на склоне вулкана Рейнир. Перегородив р. Белую, лавина создала плотину, прорыв которой привел к возникновению мощного селя. Водокаменная масса, насыщенная песком и обломками пород до нескольких метров в диаметре, промчалась вниз по долине, перенося подчас громадные глыбы размером 2,7x3, 3x4,8 м.

Одной из причин, способствовавших возникновению обвала и последующей за ним лавины на горе Рейнир, могло быть землетрясение, происшедшее 13 декабря 1963 г. в 8 часов 20 минут утра в районе Лонгмира. Оно длилось 40 секунд. Однако, по мнению Д. Р. Кранделла и Р. К. Фанестока, этот толчок мог лишь стимулировать возникновение первого обвала днем 14 декабря. Небольшой по объему, этот обвал играл определенную роль, ибо убрал опору у других скальных масс, сделав их крайне неустойчивыми. Немалое значение в обрушении скальных масс могли иметь и взрывы пара, нередкие на склонах вулкана Рейнир. Паровой взрыв произошел здесь летом 1961 г. Лутер Г. Джерстад, находившийся в лагере Муир, был разбужен этим взрывом. Почва сотрясалась, и яркий свет луны освещал большое облако пыли над горой Гибралтар, вызванное начавшимися обвалами. На следующее утро Джерстад обнаружил на склоне горы свежий обвальный цирк шириной 45 м, высотой 30 м и глубиной 45 м. Из расселины в цирке поднималась струя пара на высоту до 60 м, производя шум, как при сильном ветре. И так продолжалось все лето 1961 г.

Таким образом, обвалы и лавины, срывающиеся с вершины Литл-Таома, скорее всего были связаны с паровыми взрывами. Конечно, нельзя исключать и ослабляющего влияния на горные породы периодического замерзания и оттаивания воды в трещинах, пронизывающих скальные массивы. Но этот процесс не был непосредственной причиной обвалов на горе Литл-Таома 14 декабря 1963 г.

Изучение отложений каменных лавин показало, что они не раз бороздили склоны вулкана Рейнир. Лавинные образования представлены смесью крупных и мелких скальных обломков с шероховатой поверхностью. Все они — продукты разрушения темно-красно-коричневых андезитовых лав и брекчий. Их резкое отличие по цвету и структуре позволило установить не менее чем семь разновременных обвально-лавинных обрушений, наложенных друг на друга. Остатки двух наиболее ранних лавин находятся у самого северного края общего поля обломочных отложений и покрывают конечную морену ледника Эммонс. Их легко отличить друг от друга. Одна из лавин состояла только из обломков светло-серого андезита, другая, красноватого цвета, совершенно лишена таких компонентов. Третья, наиболее мощная лавина покрывает две первые, имеет тоже красноватый цвет, но включений обломков андезита в ней гораздо меньше, чем в первой лавине. По таким же признакам отличаются друг от друга и другие лавинные образования, которых насчитывается еще четыре, но при их дифференциации кроме цвета и состава приходилось учитывать и величину обломков. Несомненным оставалось то, что сложная по составу и строению толща вулканогенных отложений, обнаженная на склоне горы Литл-Таома, выборочно питала обвалы и возникающие из них каменные лавины. В одном случае рушились прослои серых, в другом — красноватых андезитовых лав, в третьем—андезитовые брекчии того же цвета или комбинации этих пород в разном процентном сочетании.

Эти факты говорят о малой прочности и слабой сцементированности лавовых покровов вулкана Рейнир, что подтверждалось не прекращающимися в течение всего лета 1964 г. обвалами. Они поднимали громадные облака пыли, и посетители парка Якима (рис. с. 24) принимали их за начало вулканических извержений. Эти облака уступали по размерам пылевой завесе, возникшей в момент прохождения каменной лавины 14 декабря 1963 г. Тем не менее, например, на склоне горы Рут хвойные деревья были покрыты слоем пыли толщиной до 2,5 см, выпавшей из этих облаков и впоследствии смытой дождями.

Трудно установить время и механизм образования всех обнаруженных лавин. Представляется, что по меньшей мере пять из них двигались на воздушной подушке. Максимальные размеры перенесенных ими на расстояние около 6 км блоков андезитовых лав, лежащих на конечной морене, достигают 4,5x6 м и 7,2x9x13,8 м. Там, где р. Белая вытекает из-под ледника Эммонс, лежит самый большой скальный блок размером 18x39x48 м, весящий около 50 тыс. т.

Ширина поля лавинных отложений колеблется от 270 до 480 м, а максимальная толщина составляет 30 м. Ниже ледника Эммонс объем их достигает 9 млн. м3. Обломочная масса в несколько миллионов кубических метров покрывает территорию в 3,3 км 2 на самом леднике. Общая же площадь, занятая лавинными отложениями, равна 5,12 км2, а суммарный объем — 10,5 млн. м3.

Таким образом, даже паровые взрывы вулканов, вызывая местные сотрясения на их склонах, могут стимулировать возникновение скальных обвалов и оползней, превращающихся в стремительные каменные лавины.


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 | Каменный дракон | Южная Америка