Обвалы и оползни
Как ты полагаешь, почему возникают обвалы! Почему горные породы, казавшиеся прочными и монолитными, вдруг рассыпаются, превращаясь в кучу камней? В прежние времена обвалы объясняли тем, что Бог карает людей за их грехи, обрушивая на них горы камней. В наше время обвалы получили научное объяснение.
Чтобы возник обвал, горный массив или его часть должны находиться в неустойчивом состоянии – когда достаточно небольшого толчка или сотрясения, чтобы порода раскрошилась на куски и глыбы, обрушивающиеся вниз. Для этого, во-первых, необходим сильно расчлененный горный рельеф с крутыми, нередко обрывистыми склонами. Во-вторых, породы должны быть основательно ослаблены трещинами, возникшими либо благодаря действию эндогенных (тектонических) сил, либо за счет экзогенных сил, например выветривания.
Связи между блоками пород становятся особенно непрочными во время сильных дождей, а также весной, когда тают снега. В зимнее время замерзшая вода в трещинах играет роль скрепляющего цемента. После того как лед в трещинах растает, отдельные блоки в породах на каком-нибудь крутом склоне уже еле держатся и могут при небольшом сотрясении рухнуть вниз. Естественно, что весна – это время наиболее частых обвалов в горах. Известны обвалы, приводившие к значительным человеческим жертвам. Так, в 1608 году в Альпах обвалилась часть горы Монте-Конто, в результате чего погибли 2000 жителей близлежащей деревни. Они были заживо погребены в своих домах под массой камней и грунта, известен страшный обвал на склонах горы Ровинаццо в Апеннинах, случившийся в VI веке. Тогда под камнями исчез полностью городок Велейя.
Приходилось ли тебе слышать о Сарезском озере! Оно находится в Таджикистане в горах Памира на высоте 3260 м. Озеро вытянуто в длину на 60 км, его ширина – от 1 до 2 км. Глубина достигает 500 м. Это самое глубокое из всех высокогорных озер. Но интересно оно прежде всего не этим, а тем, что ему нет еще и ста лет. В феврале 1911 года произошло землетрясение в горах Памира. В результате землетрясения 7 млрд. тонн горных пород обвалились в долину небольшой высокогорной реки Мургаб и перегородили реку. Образовавшаяся при обвале естественная плотина создала горную котловину, в которой начала собираться вода – так и возникло Сарезское озеро. Как уже было сказано, сегодня его глубина достигает вблизи места обвала 500 м. Но вода продолжает понемногу прибывать, и геологи очень обеспокоены тем, что может произойти в будущем. Не исключено, что под напором воды естественная плотина будет прорвана – и тогда огромные водные массы хлынут по склонам гор, неся смерть и разрушения. Ученые называют Сарезское озеро «бомбой замедленного действия».
Наряду с обвалами в горах нередко происходят оползни.
Справка. Оползни – скользящее смещение масс горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести. Возникают вследствие подмыва склона, сейсмических толчков, переувлажнения (особенно при наличии чередования водонепроницаемых и водоносных пластов пород).
Из этой справки видно, в чем отличие оползней от обвалов. Обвал – почти мгновенное событие. А оползни – это скользящее смещение масс горных пород. Они движутся (скользят) относительно медленно. Некоторые оползни смещаются со скоростью всего лишь несколько метров в сутки. Хотя наблюдаются и более быстрые оползни.
Чтобы образовался оползень, нужно выполнение ряда условий. Главное условие – наличие воды. Проникая в глубину горных пород, особенно глинистых, вода заполняет поры между частицами, уменьшает сцепление частиц, а заодно увеличивает тяжесть породы. Подчиняясь действию силы тяжести, набухшие от дождей глинистые породы (водоносные пласты) могут прийти в движение и поползти по склону. Еще более сильно могут воздействовать на глинистые породы подземные воды. Рыхлые отложения в таких породах (например, пески) они могут вымывать и тем самым увеличивать неустойчивость толщи пород, располагающихся выше. Примерно так образуются оползни в районе Волгограда, особенно весной, когда в реке поднимается уровень воды. Вода накапливается в слое песка под глинистым пластом. С понижением уровня паводковых вод значительная часть песка уходит вместе с водой, сцепление пласта песка с лежащим на нем пластом глины уменьшается – и глины начинают сползать в Волгу.
Подобно обвалам оползни могут приводить к возникновению запрудных озер. В 1974 году на реке Мантаро в Перу оползень запрудил реку. Образовалась гигантская плотина длиной около 4 км и высотой 170 м. Озеро просуществовало немногим более месяца. Затем вода прорвала плотину.
Оползни нередко возникают также вдоль морских побережий под воздействием прибоев. Разрушительное воздействие морских волн на береговую полосу весьма существенно. Геологи используют термин «абразия». Он происходит от латинского «абрасио», означающего «соскабливание». Ударяясь о берег, волны в буквальном смысле соскабливают с него куски породы и тем самым провоцируют обвалы и оползни.
Рельеф, создаваемый ветром
Когда-то люди считали ветры главной силой, сотрясающей и изменяющей поверхность Земли. Они полагали, что под земной поверхностью имеются разнообразные пустоты и что в этих пустотах свирепствуют ветры, вызывающие обвалы и землетрясения. Теперь мы знаем, что ветры не отвечают за землетрясения и вообще ни в каких подземных пустотах они не дуют, а дуют над земной поверхностью. При этом ветры выполняют немалую работу, создавая различные формы рельефа. Для них есть даже специальный термин – эоловые формы рельефа. Как ты, по-видимому, догадываешься, такое название связано с Эолом – древнегреческим богом, считавшимся повелителем ветров.
Из эоловых форм рельефа выделим четыре: впадины выдувания, барханы в песчаных пустынях, корразионные каменные образования, лёссовые равнины.
Что такое впадины выдувания, ты наверняка догадываешься – название говорит само за себя. Эти впадины возникают, когда из твердых пород сильный ветер выдувает породы менее твердые, рыхлые. Предварительно рыхлые породы превращаются в мелкие обломки вследствие температурного выветривания. Особенно легко ветер выдувает песок и более мелкие частицы пород. Впадины выдувания образовались, например, на месте пересохших озер в США – в штатах Калифорния, Вайоминг, Орегон. Удаляя частицы рыхлых пород, ветер углублял бывшее дно. При этом оставались скальные выступы прочных пород, которые теперь возвышаются над ровным дном одинокими горками высотой в несколько метров.
Огромные впадины выдувания имеются в пустыне Гоби в Центральной Азии. Они вытянуты в длину на 40–50 км, а глубина их достигает 50 м. Климат в пустыне сухой, осадков выпадает мало. Резкие перепады температур в дневные и ночные часы приводят к интенсивному разрушению и измельчению горных пород. Отделившиеся частицы немедленно уносятся ветром.
В Ливийской пустыне на севере Африки находится знаменитая впадина Каттара площадью около 20 тыс. км, дно которой располагается на 60–80 м ниже уровня моря. Здесь самая глубокая выемка (или чаша) на дне достигает отметки 134 м.
Тебе, конечно, приходилось слышать о песчаных барханах – своеобразных «волнах пустыни». Эти песчаные холмы, достигающие 40 м в высоту, образуются под действием ветра и благодаря ему же движутся по пустыне.
В Каракумах, например, скорость их движения достигает 12 м в месяц. Барханы имеют форму полумесяца, причем рога полумесяца обращены по направлению ветра. Наветренный склон бархана выпуклый и достаточно пологий; его крутизна составляет примерно 10°. Подветренный склон бархана вогнутый и более крутой; его крутизна 30–35°. Заметь, что такую же крутизну имеет конус, образующийся, когда мы сыпем сухой песок на горизонтальную поверхность. Эту крутизну называют углом естественного откоса сухого песка.
Для образования барханов нужны крупнозернистый песок, ветер средней силы (не слабый, но и не слишком сильный) и ровная глинистая или каменистая поверхность. При сильном ветре песчинки будут прыгать над поверхностью пустыни, тогда как при среднем ветре песок как бы перетекает с места на место в виде широких струй. Тогда-то и образуются барханы. Достигая гребня бархана, песок падает (лучше сказать: скатывается) с него на подветренный склон. Недаром крутизна этого склона соответствует углу естественного откоса сухого песка. При перемещении барханов песчинки поднимаются над поверхностью песка не более чем на 5–10 см.
На барханах нередко образуется мелкая рябь, напоминающая рябь, которая возникает на спокойной воде от порывов ветра. Если ветры в пустыне дуют в разных направлениях, то формируются хаотические песчаные гряды и барханы. Они могут быть весьма разнообразными по форме.
Интересные формы рельефа возникают в результате действия сильного ветра. К ним относятся корразионные каменные образования. Не путай корразию с коррозией (например, с коррозией металлов, приводящей к образованию ржавчины). «Корразия» происходит от латинского слова «коррадо», означающего «скоблю, соскребаю».
Справка. Корразия – механическое истирание горных пород обломочным материалом (например, песком), перемещаемым ветром или водой по поверхности земли.
С явлением корразии тебе, возможно, приходилось встречаться. Оно используется людьми для того, чтобы счищать копоть и грязь со стен каменных зданий или с поверхности больших каменных скульптур. Здания и скульптуры чистят, обдувая их мощными песчаными струями. Это и есть корразия. Точнее, ветровая корразия с помощью песка.
В пустынях ветровая корразия созидает причудливые каменные образования в виде башен, гигантских грибов, истуканов. Струи песка подрезают нижние части «грибов» сильнее, чем верхние, поэтому «ножки» у них становятся более тонкими. В результате корразии образуются также столообразные скалы с рельефными стенками. Более мягкие слои, истираясь сильнее, превращаются в желобки, а более твердые начинают выступать в виде валиков и полочек. Многие исследователи считают, что в результате отложения мелких, похожих на пыль частиц, которые наносятся ветром, образовались толщи своеобразной породы, называемой лёссом. По-немецки «лёсс» означает «рыхлый».