Батыр Каррыев - Катастрофы в природе - Земля меняет кожу. Лавины, обвалы, оползни, провалы

В отличие от монотонных равнин горы представляют собой пеструю мозаику ландшафтов, где с высотой изменяются атмосферные и почвенные параметры. С увеличением высоты температура воздуха понижается – в среднем на один градус на каждые 180 метров высоты. Если у подножия лето, то на вершинах царит суровая зима, не тает снег и образуются ледяные массивы. При этом температурные характеристики отдельных горных районов – высотный температурный градиент меняются не только по сезонам, но и зависят от экспозиции и положения на склонах.

Особенности распределения температуры таковы, что в зависимости от высоты и форм рельефа ее значения существенно изменяются. Это трудно учитываемый фактор может стать причиной обвалов и осыпаний породы. В 1985 году в Кастел Вэлли штата Юта (США) произошел обвал объёмом около сорока тысяч кубометров. Его причиной стал резкий температурный перепад. Остывший ночью и обращенный к востоку утес утренним солнцем сильно нагрелся, что и спровоцировало обрушение горных пород.

С увеличением высоты изменяются такие факторы увлажнения, как количество осадков, облачность, влажность и плотность воздуха. Соответственно изменяется температурный режим поверхности, зависящий от температуры воздуха и свойств почвы. Он определяется способностью твердого вещества поглощать тепло – теплоёмкостью, определяемой минералогическим, гранулометрическим составом и влажностью, в том числе и содержанием в породе органических веществ.

По сравнению с равнинами для горных областей характерна большая суточная амплитуда колебаний температуры воздуха – около двадцати градусов по Цельсию и более. Это объясняется тем, что в разреженном воздухе происходит интенсивная теплоотдача – ночное выхолаживание, понижение температуры почвы и нижних слоев воздуха. С ним связаны приземные инверсии, явления заморозков и туманов.

Многим процессам на Земле свойственна цикличность: ночь сменяет день, зиме наследует лето, а приливам – отливы. Выраженные через параметры состояния вещества, такие как температура или влажность, они характеризуют и скорость протекания в нём усталостных явлений.

Совместное действие температуры и влажности приводит к потере прочности горных пород и чем больше амплитуда их колебаний, тем ощутимее их воздействие. О том, как происходит ослабление прочности пород, показали исследования в Йосемитском национальном парке штата Калифорния в США. Здесь за год происходят сотни камнепадов и примерно 15% из них без видимой причины – т.е. в отсутствие таких провоцирующих явлений, как землетрясения, обильные осадки или циклы замерзания – оттаивания.

Объектом наблюдения стала гранитная плита размерами 19 метров в длину и 4 в ширину. Высокоточными измерениями с 2010 по 2013 год было установлено, что амплитуда колебаний размеров за сутки достигала около 0,8 сантиметра. Колебания размеров происходили и в зависимости от сезонов года. Наибольшие деформации возникали в весенне-летнее время, когда амплитуда температурных колебаний была максимальна и меньше в холодное время года. Минимумы приходились на декабрь, а максимумы на август месяцы.

Периодическое нагревание и остывание приводит к растрескиванию горной породы и снижают способность массива пород сохранять равновесие на крутых склонах. Во всех случаях перепады температуры и увлажнённости ускоряют процесс потери прочности пород и сцепление между её дислоцированными участками и блоками. Поэтому большинство обвалов и оползней происходит с наступлением весны в силу простого механизма.

Осенние дожди насыщают влагой почву, и заполняют трещины в горной породе водой. С наступлением морозов она замерзает и, как известно из физики расширяется, тем самым раздвигая трещины в породе и снижая её прочность. Так повторяется из сезона к сезону много лет, пока ослабленные блоки породы не рухнут или начнут скольжение вниз по склону.

В древности схожим способом добывался строительный камень для постройки грандиозных сооружений – от египетских пирамид до греческого Парфенона. Каменный массив раскалывался методом термоудара по схеме «нагреть и остудить». Другим способом было вбивание сухих деревянных клиньев с поливкой их водой. Разбухшие клинья увеличивали трещину и, после многократного повтора операции, отделяли намеченный блок от массива.

При переходе воск Ганнибала через Альпы в Италию в 218 году до нашей эры неприступную скалу удалось разрушить воздействием огня и уксуса. Путь в обход был невозможен, но знание природы камня помогло карфагенянам продолжить поход.