Территория Азии составляет около 30 % всей суши нашей планеты, охватывая большую часть Евразиатского континента. С юга и востока эта территория окаймляется крупнейшими на Земле горными системами, расходящимися из района Средиземного, Черного и Каспийского морей двумя гигантскими поясами. Один из них — широтный — состоит из двух систем горных цепей — северной и южной. В северную систему входят горы[10] Эльбурс, Туркмено-Хорасанские, Гиндукуш, Куньлунь, Наньшань. В южную — Тавр, Загрос, Каракорум, Гималаи, Трансгималаи, Араканские горы. В узлах сближения и скучивания этих крупных систем возникли высокие, подчас резкорасчлененные нагорья: Памир, Малая Азия, Иранское и Тибетское. Высоты гор зачастую превышают здесь 3000 м, а на Тибетском нагорье — 6000–7000 м. В средней части широтного пояса расположены высочайшие вершины Земли: Джомолунгма (8848 м, в Гималаях) и Чогори (8611 м, в Каракоруме).
Отходящий на северо-восток от широтного диагональный пояс горных цепей Азии включает многочисленные молодые поднятия, крупнейшие из которых — Тянь-Шань, Алтай, Саяны, хребты Прибайкалья и Забайкалья, Становой хребет, Охотско-Колымское, Анадырское и Чукотское нагорья, а также хребты Верхоянский и Черского. Высоты гор здесь снижаются от 7439 м (пик Победы в Тянь-Шане) до 2000 м и ниже на северо-востоке Азии.
Горные цепи сложены самыми разнообразными породами — от крепчайших и древнейших гранитов, гнейсов и кристаллических сланцев до также древних, но менее прочных известняков, песчаников и других разновидностей, имеющих палеозойско-мезозойский и более молодой возраст. Огромные высоты, резкорасчлененный рельеф на значительной части нагорий, интенсивно идущее физическое выветривание, большая скорость современных поднятий, раздробленность пород тектоническими трещинами, действие ледников, наконец, высокая сейсмичность большинства перечисленных горных стран — все это, конечно, не способствует устойчивости склонов, особенно бортов глубоких ущелий. И именно здесь рождаются потрясающие воображение «оползневые дьяволы», или каменные драконы.
Высокая Азия по праву занимает первое место на Земле по числу известных сильнейших внутриконтинентальных землетрясений. По подсчетам известного японского сейсмолога X. Канамори, за период с 1904 по 1976 г. на территории отмеченных горных стран произошло 13 сильнейших толчков с М>8,0. Каждый из них был крупнейшей сейсмической катастрофой и сопровождался значительными изменениями рельефа, в том числе и сейсмогравитационными оползнями и обвалами, а ведь отмеченный временной интервал в 72 года — это практически миг в истории Земли. На протяжении миллионов лет становления горных стран сильные землетрясения не раз сотрясали их до основания. Это значит, что где-то там, в хаосе скалистых ликов, еще ждут своих исследователей застывшие тела каменных исполинов, некогда сорвавшихся из заоблачных высот. Ждут, чтобы поведать людям о мощи подземной стихии и научить их распознавать и предвидеть обвально-оползневую опасность.
Расскажем о некоторых наиболее грандиозных древних и современных склоновых смещениях, вызванных землетрясениями.
На рубеже двух веков
Катастрофы, о которых пойдет речь, разразились в конце XIX и начале XX в. в хребтах Заилийского Алатау и Кунгей-Алатау и были описаны русскими учеными И. В. Мушкетовым, К. И. Богдановичем и другими исследователями. В те времена эта территория относилась к Семиреченской области России с центром в г. Верный (Алма-Ата). Северный склон Заилийского Алатау, вздымающийся здесь над ровными степными пространствами, резко расчленен речными долинами. Но он не поражает безжизненностью и дикостью мрачных ущелий, как большинство склонов Западного Тянь-Шаня. Предгорья Заилийского Алатау покрыты цветущими лугами, в долинах произрастает пышная растительность. Люди воспользовались этими благодатными природными условиями. Кочевники пасли здесь свои многочисленные стада, а у оседлого населения, преимущественно у русских, было широко развито пчеловодство.
В верхней части предгорий, на высоте от 1500 до 2700 м, пояс лугов и заросших кустарниками речных долин окаймляется полосой хвойного леса, над которым господствует зазубренный гребень хребта. Скалистые пики причудливой формы взмывают на высоту 4500 м и сверкают над ярко-белой пеленой вечного снега, покрывающего их подножия и питающего множество ледников.
Утром 28 мая (8 июня) 1887 г. хребты Кунгей и Заилийский Алатау содрогнулись от мощного подземного удара силой 9—10 баллов (М = 7,3). Территория, на которой ощущалось землетрясение, имела форму неправильного эллипса с размерами 1590x954 км.
Сильно пострадал г. Верный. Было повержено множество зданий, а оставшиеся значительно повреждены. Хотя землетрясение началось предупредительными ударами в 4 часа утра, а сильнейший толчок был отмечен лишь в 4 часа 35 минут, жертв было много (около 800 человек).
Не успело население Верного опомниться от подземных толчков, как к вечеру 28 мая поползли слухи о возможном затоплении города потоками воды и грязи, надвигавшимися с гор. Эти опасения имели основание, так как землетрясению предшествовали ливневые дожди, а возникшие в горах обвалы и оползни глинистых грунтов подпрудили реки Малую и Большую Алматинку, Аксай и др.
29 мая прискакавшие в город киргизы подтвердили слух о приближающихся потоках воды. Началась невообразимая суматоха. Тысячи людей на лошадях и пешком спешно покидали дома, причем мчались как безумные, не разиирая, от чего и куда они бегут. Большинство устремилось в нижнюю часть Верного, не понимая, что в случае наводнения она будет затоплена в первую очередь. Через некоторое время, поняв, что никакого наводнения не предвидится, беглецы стали возвращаться к своим жилищам.
30 мая все как будто бы успокоились, и жизнь понемногу входила в нормальное русло. Но внезапно на горизонте, со стороны Заилийского Алатау, замаячили длинные темные валы. Нет, они не неслись, сокрушая все на своем пути. Как серые призраки гор, из долин и ущелий выползали гигантские земляные змеи и медленно, но неумолимо устремлялись вниз, погребая под собой все неровности рельефа и наводя ужас на наблюдателей. Это были не оползни и не грязе-каменные сели. И. В. Мушкетов назвал их оплывинами, имевшими совершенно чудовищные размеры. С глухим шумом, перемалывая попадавшие на пути лесные заслоны, они двинулись в долины, как сказочные чудовища — каменные драконы. По свидетельству очевидцев, находившихся в горах, «оплывины полезли из всех щелей» сразу после землетрясения.
Северный склон Заилийского Алатау на отрезке между долинами Бель-Булака и Каскелена подвергся наиболее сильному разрушению. Здесь, в области предгорий, вытянутой более чем на 100 км и имевшей ширину до 64 км, возникли многочисленные трещины, обвалы, оползни и оплывины в самых разнообразных породах. С оглушительным гулом и грохотом в долины и ущелья обрушились громадные скалы, погребая заживо жителей аулов с их скарбом и домашним скотом. Непрерывная полоса этих нарушений, включающая наиболее грандиозные из них, протягивалась на 37 км между Котур-Булаком и Аксаем. По высоте она занимала участок склона Заилийского Алатау между отметками 900 и 2700 м, средняя ширина ее составляла около 21 км и зависела от геологического строения потрясенных речных долин. Наиболее крупные склоновые смещения в отмеченной полосе приурочились к среднему ярусу рельефа между отметками 1500–1800 м в области шириной не более 5,5 км. Общая площадь, занятая обвалами, оползнями и оплывинами в горах, составила около 2240 км2. С расстояния 50 км от Верного они выглядели как многочисленные желтые пятна на горных склонах, оправдывающие название хребта Алатау, что значит «пестрый, пегий».
Значительное количество оплывин возникло в долинах рек, относящихся к бассейну Малой Алматинки. Мощность рыхлых отложений в этих долинах достигает 200 м. На высоте 900—1800 м они покрывают скальные породы сплошным чехлом. Обильные атмосферные осадки, выпавшие перед землетрясением, пропитали верхние водопроницаемые горизонты этих отложений. Залегающие в их толще глинистые прослойки задерживали воду, являясь местными водоупорами. В момент толчка верхний водонасыщенный слой стал сползать по скользкой поверхности глинистых прослоек, формируя на крутых склонах оползни и оплывины. Длина наиболее крупных из них изменялась от 4 до 7 км при ширине до 300 м и толщине до 60 м. Они заключали в себе от 20 до 126 млн. м3 рыхлых водонасыщенных грунтов и представляли собой густые потоки грязи, состоящей из глины, песка, многочисленных валунов кристаллических пород, главным образом гранита, вперемешку с обломками стволов и ветвями деревьев. Всего на северном склоне Заилийского Алатау в виде оплывин было смещено более 1 300 млн. м3 грунтов.
Очевидцы рассказывали, что в начале образования все оплывины текли стремительно, затем движение их замедлялось, и они проходили в сутки немногим более 150 м, продолжая ползти в течение 2—10 дней. Быстрота, с которой оплывины срывались со склонов стала причиной гибели многих жителей долин.
Оплывина в ущелье Аксая поглотила до 60 человек. Во время катастрофы киргизы наблюдали со склонов гор за развитием событий. Они видели, как выбегали люди из жилищ и в следующий момент исчезали вместе с домами в неумолимо надвигавшемся тестообразном земляном потоке. Яркое отличие этого потока от типичного грязе-каменного селя демонстрирует следующий пример. В Каргалинском ущелье оплывина, поглотившая несколько человек, настигла верхового. Его лошадь настолько крепко была «схвачена» за ноги, что не могла сдвинуться с места. Едва наездник успел соскочить с седла, как лошадь исчезла в грязе-каменном месиве. Захваченный этой оплывиной, другой горец двигался на ней, как на конвейере вниз по ущелью более 3 км, перебегая с места на место. Затем он благополучно сошел с нее. Эти обстоятельства указывают на значительную густоту оплывин.
Но отмечались и настоящие сели. Заваленное обвалами и оплывинами Аксайское ущелье ниже возникших плотин было сухим почти целый день до 11 часов вечера 28 мая. В ночь с 28 на 29 мая скопившаяся вода прорвала перемычки. Образовался стремительный грязе-каменный сель. Он вырвался из гор, промчался на 15 км от их подножия, снес мосты и, достигнув Ташкентской почтовой дороги, изрыл и залил ее на протяжении 8 км потоком грязи толщиной до 1 м, сделав невозможным сообщение между городами Верный и Каскелен. Прорывы таких подпрудных озер происходили и в других местах спустя день или два после землетрясения. Они сопровождались образованием стремительных потоков жидкой грязи, что давало повод для слухов о наводнении, так напугавших жителей г. Верного.
Из всех обвалов, случившихся при Верненском землетрясении 1887 г., наиболее грандиозным был Ак-Джарский в бассейне р. Аксай.
Обвал Ак-Джар возник на склоне одноименной вершины в ослабленной зоне контакта кристаллических сланцев с гранитами и диоритами на высоте 1800 м. Остроугольные глыбы этих пород объемом до 20 м3 и весом до 50 т преобладали в обвальном бонусе толщиной до 100 м. Они были перемешаны с рыхлыми отложениями, которые первыми сорвались со склонов и засыпали Ак-Джарское озеро. Вслед за ними, дробясь и совершая огромные прыжки, полетели многотонные глыбы скальных пород. Со страшной силой стремительный каменный поток шириной по фронту до 325 м обрушился в ущелье Аксая и, повторяя его изгибы, круто повернул на северо-восток взметнувшись на крутой (до 30°) противоположный склон на высоту от 40 до 80 м. Сила удара обвала в левый борт долины Аксая была такова, что в грунту возникли трещины и напорные валы, а свежие глыбы гранита были вбиты в рыхлые наносы. Объем Ак-Джарского обвала достигал 40 млн. м3. На протяжении 2 км он завалил Аксайское ущелье 60-метровым слоем скальных глыб.
По подсчетам И. В. Мушкетова, при землетрясении 28 мая 1887 г. на северном склоне Заилийского Алатау было разрушено и перемещено около 440 млн. ц/г пород, вес которых превышал 1 млрд. т.
Двумя годами раньше, 22 июля (2 августа) 1885 г., в этом же регионе произошло 9—10-балльное (М=6,9) Беловодское землетрясение. По последствиям оно было сходно с Верненским. В ущельях возникло много оплывин. В горах вплоть до границы снегов на высоте альпийских лугов произошли обвалы. Погибло много скота и несколько кочевников.
11 июля 1899 г. в восточной части хребтов Заилийского Алатау и Кунгей-Алатау вновь произошло 10-балльное (М=8,3) Чиликское землетрясение.
22 декабря 1910 г. (3 января 1911 г.) в северных цепях Тянь-Шаня разразилась новая катастрофа. Подземный удар силой 10–11 баллов (М=8,2) вновь потряс хребты Кунгей-Алатау и Заилийский Алатау. У их подножий возникли мощные системы разрывов протяженностью в сотни километров. Ширина же этих тектонических зон дробления, вскрывших преимущественно контакт метаморфических (сланцев, гнейсов и др.) и массивных кристаллических (гранитов и др.) пород, не превышала нескольких километров. Например, в хр. Кунгей-Алатау, в бассейнах рек Чонг-Кемин и Чонг-Ак-Суу длина полосы разрывов составила более 200 км, а ширина ее была ничтожной — не более 0,5 км. Но именно вдоль таких полос, ярко выраженных на земной поверхности разрывов и в ближайшем соседстве с ними образовались самые крупные обвалы, оползни и оплывины.
От землетрясения 1911 г., получившего название Кеминского, особенно пострадали жители южных предгорий Заилийского Алатау. В долине Чилика только в одном ауле так называемых тугузаков, кочующих яз больших высотах, среди альпийских лугов, погибло 15 человек и 1363 головы скота. Все они были убиты обломками скал и отдельными падавшими камнями, о чем речь ниже. Всего погибло около 540 человек.
Одно из главных отличий Кеминского землетрясения от толчка 1887 г. состояло в том, что оно произошло в сухое холодное время года, когда почва не была пропитана влагой. Казалось бы, склоны гор, уже не раз потрясенные сильнейшими подземными ударами 1885, 1887 и 1889 гг., не способны рождать земляные чудовища. И тем не менее они возникли и двинулись в долины, так же неукротимые в своей мощи, как и десятки лет назад. Что касается обвалов, то они были грандиозными. Но их возникновение на крутых, подчас отвесных бортах ущелий, покрытых корой выветривания скальных пород, представлялось вполне естественным.
Более удивительным было образование большого количества оплывин в сухих грунтах. Вспомним, что оплывины 1887 г. сформировались после обильных весенних дождей и не было ничего необычного в том, что водонасыщенные грунты на крутых склонах пришли в движение под действием сейсмического толчка. Кеминские оплывины образовались без участия воды, зимой, когда земля была скована морозами. Д. И. Мушкетовым они были названы сухими оплывинами, поскольку представляли собой хаотические нагромождения разорванных кусков дерна и смерзшихся рыхлых пород бея следов замытости водой или грязью. Оплывины эти возникли ниже границы леса в мягких грунтах. Каждая из них имела чашу отрыва, из которой выползал коричневый язык, достигавший дна долины. Толщина оплывин составляла 30–50 м, уменьшаясь до 8 м на концах языков. Соединившись вместе, они занимали полосы шириной более 1 км. Гирлянда таких образований протянулась на 15 км по левому борту долины Кемина, то обезображивая склоны холмов, то спускаясь «змеями по ущельям». Не менее трети этих земляных языков поглотили зимовки кочевников, построенные у самых подножий склонов. Глава семьи из 24 человек, случайно отсутствовавший в момент землетрясения, возвратившись домой, нашел лишь одну собаку. Раскопки показали, что оплывины сначала сдвигали строения с места, тащили на некоторое расстояние, а уже затем погребали.
Из скальных обвалов наиболее грандиозным был Чиликский. Он возник в зоне разрывных деформаций, образовавшихся при Кеминском землетрясении. Обвал сформировался в трещиноватых, сильно разрушенных метаморфизованных осадочных породах и был приурочен к области их контакта с гранитами. Часть горной вершины вместе с растущим на ней вековым лесом была сброшена на 300 м по вертикали, стремительно пересекла долину Чилика, запрудила реку и взметнулась на противоположный склон. Чиликский обвал возник в циркообразной чаше более грандиозного древнего обвала, до сих пор видимой на северном склоне хребта Кунгей-Алатау. Немногочисленные, но колоссальные по размерам обвалы произошли в его прииссыккульской части. Высота стенок отрыва обвалов превышала здесь 300 м. Один из них, в долине р. Тегерменты, покрыл территорию площадью более 1,5 км. Он с такой силой обрушился со склона, что вызвал образование у его подножия концентрических трещин и надвигов в толще поверхностных отложений.
Не менее грандиозный обвал Чонг-Каинды в долине р. Чонг-Кемина сформировался в мраморовидных известняках и сланцах. Обвальный язык шириной до 300 м вытянулся на 1 км, уничтожил еловый лес в полосе движения и засыпал зимовку с девятью жителями.
Почти такой же обвал произошел на Суту-Булаке. Он был приурочен к контакту мраморов с гранитами. Обвал рухнул в долину с высоты 150–200 м. На протяжении около 1 км он содрал со склона густой еловый лес, завалил ручей, образовав озеро, и загромоздил противоположный склон. Громадные обвалы, подобные Сутубулакскому, произошли и в долине р. Малая Ак-Суу.
В очень редких случаях при землетрясении 1911 г наблюдались незначительные смещения грунтов в обвальных цирках, образовавшихся при смещениях в 1887 г. Новые обвалы произошли в совершенно других местах, хотя нередко и затрагивали более древние обвальные амфитеатры. Например, в районе грандиозного обвала Ак-Джар, возникшего при землетрясении 1887 г., подземный удар 1911 г. не только не смог разрушить нависших скальных стенок его циркообразной чаши отрыва, но даже не сместил рыхлых лёссовых отложений с соседних склонов. А интенсивность сотрясения здесь была высока, ибо оно «изорвало и растрепало» тело старого обвала Ак-Джар. Видимо, 24 года, истекшие со дня землетрясения 1887 г., оказались слишком малым сроком, чтобы произошло достаточное уплотнение обвальных отложений.
Наконец, нельзя не сказать об одном интересном явлении, наблюдавшемся при Кеминском землетрясении 1911 г. В момент его главного удара происходили отколы отдельных скальных глыб от обнажений коренных пород. Причем отколы затрагивали места, где до этого не было признаков формирования осыпей, а значит, склоны обладали достаточно большой прочностью. Даже в интенсивно трещиноватых гранитных массивах, изборожденных глубокими расселинами, отрыв камней и скал происходил преимущественно в свежих породах по совершенно новым трещинам скола. Например, в зоне альпийских лугов на Аксае левый склон долины подвергся интенсивной бомбардировке отдельно падавших камней. Он был сплошь изрыт следами их ударов. Прекрасный строевой лес, покрывавший ранее склоны, был выборочно выбит этим камнепадом и напоминал рассыпанную спичечную коробку. Такая же картина наблюдалась на склонах Талгара и Иссыка. Скалы и камни летели скачками с большой силой, круша и ломая отдельные группы деревьев. Нередко полет этот был настолько стремительным, что камни срезали верхушки деревьев, не ломая их стволов. Град камней и скал, перелетевших на противоположные склоны долин, разбил мосты лесовозных дорог по обоим Талгарам и, загромоздив нижние части склонов битым лесом, сделал их непроходимыми.
Подобное явление, очевидно, не редкость при сильных землетрясениях, но тщательная документация этих случаев чрезвычайно редка. Через 50 лет после Кеминского землетрясения откол скальных глыб по совершенно свежим плоскостям при сейсмическом воздействии наблюдал В. П. Солоненко при формировании обвалов в Становом нагорье. Исчерпывающего объяснения этому нет до сих пор. В отмеченных выше случаях выколы свежих скальных глыб и «обстрел» ими долин происходили далеко в стороне от трасс разрывов, возникших на земной поверхности. Спустя 70 лет это явление остается таким же загадочным, как и во времена К. И. Богдановича, который полагал, что оно объясняется только интенсивным воздействием сейсмических волн.
Беловодское 1885 г., Верненское 1887 г., Кеминское 1911 г. землетрясения ярко продемонстрировали степень участия таких явлений в формировании облика горных стран. Смещенные подземными ударами со склонов, гигантские массы рыхлых и скальных пород создали формы рельефа, не всегда укладывающиеся в обычные представления геологов и геоморфологов. По единодушному мнению И. В. Мушкетова и К. И. Богдановича, крутосклонные цирки отрыва обвалов и валообразные конусы их отложений в совокупности с застывшими земляными оплывинами спустя годы стали совершенно неотличимы от подобных образований каровых ледников в высокогорном поясе хребтов. Похожие на морены обвально-оползневые накопления, возникшие одноактно или многоактно при сильных землетрясениях прошлого, конечно же должны исключаться из рассмотрения при воссоздании истории оледенения региона.
Не меньшую путаницу могут внести старые оплывины и в понимание формирования облика речных долин. Обычно на образование в них террасовых комплексов уходят сотни тысяч и миллионы лет. По высоте речных террас и мощности аллювиальных (речных) отложений судят о скоростях поднятий или опусканий участков хребтов, а по изгибам русел рек — о горизонтальных движениях земной коры. При Верненском землетрясении 1887 г. оплывины сформировались в считанные часы и дни, создав в долинах рек новые террасы высотой в десятки метров. Они были сложены песча-но-глинистым материалом, включающим валуны, стволы деревьев, многочисленные раковины наземных и пресноводных моллюсков, кости погибших животных, и практически не отличались от обычных лёссовых террас. Вместе с резкими изменениями формы долин, обусловленными вторжением гигантских оплывин, комплекс таких террас может во многих случаях составить неразрешимую загадку, если не знать об их возможной связи с землетрясениями. Реконструкция же истории развития речных долин по сохранившимся обрывкам таких древних террас приведет к заведомо ложным выводам.
В местах слияния оплывин нередко возникали замкнутые впадины, очень напоминавшие днища бывших озер. Например, при соединении оплывин обоих Котур-Булаков была отчленена часть долины, сохранившая свой цветущий вид. Окруженная высокими берегами и отделенная от главной долины увалом высотой 60 м, эта котловина являла собой геологический феномен, происхождение которого, по замечанию И. В. Мушкетова, невозможно было объяснить, не зная о последствиях Верненской катастрофы. И это только отдельные примеры того, как землетрясения преобразуют лик планеты. Они приводят в движение сотни миллионов кубометров грунтов на горных склонах. Обломочные накопления, возникающие вследствие этого, нередко, как мы видели, маскируются под формы рельефа, создаваемые совсем другими, гораздо более медленными геологическими процессами в течение миллионов лет. При неверной расшифровке происхождения форм рельефа, созданных сейсмогравитациг, онными смещениями грунтов, можно неправильно истолковать величину скорости врезания (по высоте псевдотеррас) рек, а значит, и интенсивности современных движений земной коры. А это важно при выборе строительных площадок под долговременные сооружения (атомные станции, высотные плотины и т. д.). Поиск месторождений россыпных полезных ископаемых в отложениях таких псевдотеррас пойдет по явно ложному направлению. Эти обстоятельства необходимо учитывать при работе в сейсмоактивных районах. Вместе с тем наличие крупных сейсмогравитационных смещений помогает определить размеры возможных в будущем областей наибольшего сотрясения при землетрясениях, что имеет большое практическое значение при оценке сейсмической опасности территорий в ходе промышленного, гражданского и особенно гидротехнического строительства.
Гнездо драконов
Памир — одна из крупнейших горных систем земного шара. Окруженная не менее грандиозными горными сооружениями Азии: Гиндукушем, Каракорумом, Куньлунем и Тянь-Шанем, она не уступает им по высоте своих скалистых вершин.
Памир представлен серией мощных, почти параллельных хребтов широтной ориентировки, осложненных хребтами меридионального направления. Его восточная часть слабо расчленена, и здесь поднятия на высоте 4 °C0 м разделены днищами широких долин и бессточных котловин. В резкорасчлененной западной части Памира хребты отделены друг от друга узкими глубокими долинами рек, принадлежащих водосборному бассейну р. Пяндж.
События, о которых пойдет речь, произошли в переходной области между Западным и Восточным Памиром, там, где в узком, глубоком ущелье, окруженная высокими обрывистыми берегами, течет р. Мургаб (от таджикского «Мург-об» — «Птичья вода»). Ниже исчезнувших уже теперь кишлаков Усой и Сарез в нее впадает полноводная Кудара, и отсюда река получает новое название — Бартанг («Высокая теснина»). Уже первые путешественники, посетившие эти края в конце ХІХ — начале XX в., были поражены их первозданной дикостью и труднодоступностью. Река, врезавшаяся в скалистые теснины, на многих участках создавала подобие каменных мешков и колодцев с крутыми, почти отвесными стенками.
По насыщенности гигантскими оползнями и обвалами это, вероятно, одно из редчайших мест, известных на Земле. Горы здесь сложены различными породами — гранитами, известняками, сланцами и другими разно, видностями, смятыми в складки и разбитыми крупными разрывами и трещинами. Быстрое вздымание земной поверхности региона на высоту от 1100 до 2700 м за последние 1,5–2 млн. лет обусловило интенсивное врезание речных долин на глубину до 1400–1700 м. Стремительный по геологическим меркам рост гор освобождение их от громадной нагрузки сплошного ледового панциря — все это способствовало разуплотнению пород, образованию крутых неустойчивых склонов со сложным профилем. В довершение ко всему сильные землетрясения (до 9 баллов) способствовали возникновению здесь гигантских оползней.
Крупнейший из них — Мургаб — по праву может быть включен в число уникальных на Земле.[11] Он возник более 10 тыс. лет назад на сравнительно пологом склоне (угол наклона земной поверхности 20–25°). Громадный массив песчаников и сланцев объемом 6–8 км3 соскользнул по гранитному основанию, наклоненному под углами 25–45°. Образовался гигантский амфитеатр с нишей отрыва длиной до 5 км, высотой 1,5–2 км и глубиной захвата склона до 800 м. Пройдя путь в несколько километров, фронтальная часть оползня Мургаб поднялась на противоположный склон до отметок 4200–4300 м и перекрыла лог с ледниковыми отложениями. Образовалась завальная плотина высотой до 1000 м, за которой вверх по течению реки разлилось древнее Мургабское озеро.
Следы таких подпрудных озер видны в главной долине Сарезского озера на высоте от 50 до 400 м над его современным уровнем. Прораны — признаки прорывов этих озер — установлены в Мургабском и Ирхтском древних оползневых перекрытиях — плотинах.
Другой оползень — Правобережный — возник несколько позже в нише Мургаба. Он имел объем до 1 км3 и состоял из четырех-пяти огромных блоков-пластин прочных песчаников, сместившихся наподобие колоды карт. Пластины шириной до 0,8 км и длиной до 1,7 км двигались по плоскостям, наклоненным под углом 30–35°. Поверхность оползня покрылась трещинами длиной от нескольких метров до 2–3 км и шириной до 0,5 м. После смещения оползневых пластин устойчивость склона была нарушена и в его верхней части произошли новый оползень объемом 20–25 млн. м3 и обвал объемом 3–4 млн. м3.
Более грандиозный по объему (2 км3) оползень Ирхт-Н сместился с правого берега р. Мургаб, перекроя ее и закрыл устье троговой долины Биром-Банд. Навстречу ему устремился другой оползень — Ирхт-ІІ — объемом до 0,05 км3, сползший с левого борта ручья Иpxт. Эти оползни несколько моложе Мургабского. Одновременно с последним произошел, видимо, оползень Безымянный-І объемом 1,5 км3, также перекрывший в незапамятные времена долину Мургаба.
Перечисленные оползни имели большую глубину захвата склонов — до 500–600 м.
В последние тысячелетия древние оползни расчленялись более молодыми. Один из них — объемом 0,5 км3 — произошел в теле оползня Мургаб. Другой — объемом до 200 тыс. м3 — возник здесь же в 1911 г. Стенки отрыва трех вторичных оползней-обвалов (до 200 млн. м3) установлены в теле оползня Ирхт, а в оползне Правобережный видны ниши отрыва оползней объмом до 40 млн. м3.
Многие из этих обвалов и оползней могли быть вызваны древними землетрясениями, как это видно на примере Усойского завала.
18 февраля 1911 г. в 18 часов 41 минуту на Памире, в западной части хребта Музкол, произошло 9-балльное землетрясение (М=7,4). Мощный подземный толчок привел в движение громадный участок Усойской горы. С ьысоты около 4500 м в долину Мургаба — Бартанга сместился гигантский оползень-обвал объемом более 2 млрд. м3 (2,2 км3). Обрушившаяся масса скальных пород завалила долину Мургаба и частично была переброшена через нее на расстояние более 5 км. Скальный гребень, венчающий самую высокую часть Усойского оползня-обвала, переместился на расстояние 2,6 км. Наклон поверхности ниши отрыва Достигал 35°. Склон был захвачен оползнем на глубину 450–500 м. В движущейся скальной массе выделялись цельные массивы длиной до 2 км и шириной до 1 км. Накрыв территорию площадью 17 км2, оползень похоронил под собой кишлак Усой. Погибло 54 человека со всем имуществом и скотом. Плотная завеса пыли закрыла ущелье на несколько дней.
В долине Мургаба возник громадный вал-запруда с поперечником от 4,3 до 5,3 км и высотой от 703 до 788 м. Из-за естественной плотины, подпрудившей р. Мургаб, прекратилось ее течение на четыре года. Возникло всемирно известное Сарезское озеро. Уже в 1913 г. длина его достигла 28 км, а глубина — не менее 128 м. В настоящее время эти цифры составляют 75 км и 500 м соответственно. Были затоплены кишлаки Сарез, Нисор-Дашт и Ирхт, на месте которых образовался глубокий залив. В озерной чаше скопилось 17 км3 воды, нависшей на абсолютной высоте 3239 м над населенными районами Бартанга, Пянджа и Амударьи. Удерживает эту воду Усойский завал. По состоянию на 1976 г. надводная площадь завала—9,2 км2, общая — 10,8 км2. Максимальное возвышение его гребня над озером — 228,8 м, минимальное — 48,5 м. Наибольшая толщина завала—744 м, минимальная — 213 м.
За прошедшие 70 лет проблема устойчивости завала, его возможного прорыва и катастрофического спуска или перелива вод Сарезского озера не раз рассматривалась самыми авторитетными комиссиями. Результаты широко освещались в печати. В деталях были изучены природные условия, которые предопределили эту катастрофу.
Оползень Усой-1911[12] возник в массиве, разбитом крупными трещинами, оперяющими мощный разлом в земной коре — Усойский взбросо-надвиг. Тело оползня представляло массив песчаников, сланцев, известняков с гипсами общей мощностью (толщиной) 200–500 м. Наклон пластов этих пород в сторону долины Мургаба (около 50°) способствовал смещению вниз гигантского пакета пластов на фронте около 4,5 км. К тому же они залегали на крутом склоне (25–30°), основание которого подмыла река, в связи с чем был удален тот упор-контрфорс, на который прежде как бы опирался скальный массив. Подмытый Бартангом, а еще раньше подрезанный древним оползнем Мургаб, склон Усойской горы потерял устойчивость.
Головы крутопадающих пластов в верхней части склона выходили в область питания снежников, при таянии которых вода фильтровалась в тело будущего оползня по трещинам, а более всего по мощной зоне дробления упомянутого разлома. Здесь, на высоте 5000 м, как гигантские чаши, собирающие воду, сформировались два ледниковых кара, глубоко вдающиеся в склон. На дне их под обломочным материалом лежат ледники с языками, обнаженными в виде отвесной стены. В днищах каров талые воды прорезали широкие и глубокие щели, по которым они проникали в скальный массив.
Под влиянием сотен тысяч слабых землетрясений, происшедших здесь с начала формирования горной страны, под воздействием двигавшихся ледников и за счет расклинивания трещин замерзающей водой скальный массив будущего оползня Усой-1911 был отчленен от коренного склона задолго до землетрясения 18 февраля 1911 г. Оно явилось поводом, но не причиной оползня. Более того, несколько десятилетий назад существовала и другая точка зрения о том, что сам усойский завал, обрушившись в долину Мургаба, мог вызвать 9-балльное землетрясение.
В. Вебер, используя карту Г. А. Шпилько, подсчитал, что масса завала могла составить 7—10 млрд. т, а смещение по вертикали, возможно, достигало 600 м. Используя эти данные, основоположник отечественной сейсмологии Б. Б. Голицын в 1915 г. получил значение энергии, выделившейся при обрушении завала, равное 2,1 — 1023—6,0-1023 эргов. По его же расчетам, энергия землетрясения 18 февраля 1911 г., определенная по записям Пулковской сейсмостанции, равнялась 4,3-1023 эргов.
В 20-х годах И. А. Преображенский, произведя заново съемку Усойского завала, определил его массу в 6 млрд. т, а величину смещения по вертикали — в 725 м. На основании этих цифр К. И. Щеткин получил значение энергии, выделившейся при смещении Усойского завала, равное 4,35-1023 эргов. Как видим, цифра весьма близкая к полученной Б. Б. Голицыным, который так резюмировал свои расчеты: «…мы можем с большою степенью вероятия утверждать, что этот обвал был не следствием, а причиной того землетрясения 18 февраля 1911 г., которое было отмечено на стольких сейсмологических станциях…»
В недавно вышедшей книге Б. А. Болта и других авторов «Геологические стихии» (перевод Б. А. Борисова, редактор доктор физико-математических наук Н. В. Шебалин) допущена неточность. В книге на с. 247 сказано, что Б. Б. Голицын, оценив энергию, выделившуюся в очаге землетрясения 1911 г., «сделал вывод, что эта энергия была так велика, что первичным было, очевидно, землетрясение, а не оползень (Усойский. — В.Х.)». На наш взгляд, переводчик, а тем более редактор ради восстановления истины обязаны были сделать ссылку на то, что в действительности мнение Б. Б. Голицына по поводу связи Усойского обвала и землетрясения 1911 г. было прямо противоположным.
Этот небольшой исторический экскурс показывает, что энергия, выделившаяся при формировании Усойского завала, была действительно колоссальной. Нет сомнений в том, что долина Мургаба — Бартанга испытала дополнительное сотрясение от гигантского удара обрушившихся скальных масс. И так повторялось не раз на протяжении тысячелетий, о чем убедительно говорят вышеперечисленные древние склоновые смещения. Не только сильные землетрясения и более слабые толчки подготавливают склоны к обрушению и провоцируют обвалы и оползни. Сами они, свергаясь с горных вершин своими миллиардно- и миллионнотонными громадами, с большой силой сотрясают окрестности, как это показано выше на примере крупнейшего в западном полушарии Земли оползня Мантаро. Этим они вносят свою лепту в увеличение трещиноватости пород и подготавливают склоны к новым обвалам и оползням.
Крупные скальные обвалы, по ряду признаков вызванные древними землетрясениями, обнаружены К. В. Курдюковым в горном обрамлении Алайской впадины, севернее района Сарезского озера. Они приурочены по существу к Зулумарт-Кызылданской зоне разломов. Ограничивающий Алайскую впадину с юга Заалайский хребет вздымается над нею почти отвесной стеной. Огромные высоты (средние около 5966 м), резкорасчлененный рельеф, очень большая крутизна склонов, интенсивно идущие процессы выветривания в сочетании с высокой сейсмичностью — все это благоприятные условия для возникновения обвалов.
Один из обвалов — Ачикташский — вероятнее всего сорвался с северного склона пика Ленина (7134 м). Предполагаемая ниша отрыва в плане имеет вид огромного амфитеатра, закрытого в настоящее время снегом и льдом. Масса обвала объемом около 1 км3 раздробленных скальных пород ринулась вниз с высоты около 7 км по долине р. Ачик-Таш и, пройдя путь от места отрыва в 20 км, вторглась в Алайскую впадину, достигнув ее центральной части. При выходе на равнину обвальная масса разделилась на три части. Они до сих пор хорошо сохранились в рельефе в виде узких гряд, протянувшихся на 8—10 км от предгорий. Застывшие обвальные языки-лопасти возвышаются сейчас на 8—10 м над дном долины. Общая площадь, перекрытая Ачикташским обвалом, составляет около 35 км2.
Соседствующий с Ачикташским Команский обвал, безусловно, представляет собой феноменальное явление. Насколько нам известно, по длине пройденного пути он не имеет себе равных на Земле. Описанные выше снежно-ледово-каменные Уаскаранские лавины выглядят карликами по сравнению с Команским обвалом. Он сорвался с Заалайского хребта из района пика Дзержинского (6713 м). Место отрыва обвала расположено на высоте 3–4 км над дном Алайской долины.
Гигантский блок скальных пород объемом 4–5 км3, отколовшись от коренного массива, обрушился на склоны. Раздробившись, он превратился в стремительно несущийся каменный вал шириной 7–8 км и высотой до 30 м. Обвальная масса, состоящая из остроугольных обломков черных алевролитов, диоритов, красных песчаников и конгломератов, громадной волной прошла поперек Алайской долины, пересекла ее и накатилась на подножия Алайского хребта, доставив сюда обломки пород, развитых исключительно на Заалайском хребте. Проделав путь длиной 30 км, каменный поток имел еще достаточно энергии, чтобы подняться вверх по склонам, преградившим ему дорогу. Поразительно то, что перед этим он перемещался по «ровной поверхности дна» Алайской впадины. В ее центральной части возникло огромное поле с характерным для обвальных масс бугристо-западинным рельефом. Высота бугров, сложенных обломками вышеупомянутых раздробленных пород, достигает 30–35 м. Площадь, покрытая Команским обвалом, составляет около 150 км.
Перемещению Ачикташского и Команского обвалов на столь значительное расстояние (20 и 30 км) от мест их отрыва способствовали значительные перепады высот (до 4 км), крутосклонный рельеф горной страны, а также захваченные в ходе обрушения и движения лед и снег. Они играли роль своеобразной смазки в основании движущегося каменного потока.
Ачикташский и Команский обвалы не могли возникнуть без вмешательства сейсмических сил, ибо в противном случае они никогда бы не покрыли столь больших расстояний, в том числе двигаясь по ровной поверхности Алайской впадины. Поэтому, вероятнее всего, эти обвалы были связаны с сильными землетрясениями прошлого.
Приблизительный возраст обвалов определяется по времени образования рыхлых ледниковых и речных отложений, на которых они залегают, и тех пород, которые перекрывают обвальные массы. Но такая благоприятная ситуация встречается не всегда. По этому признаку время возникновения Ачикташского обвала составляет более 5, но менее 10 тыс. лет тому назад, а Команского — около 10 тыс. лет.
Потенциально неустойчивые массы пород постоянно возобновляются на склонах вздымающихся горных хребтов по причине их быстрого поднятия и интенсивно идущих процессов физического и химического выветривания. Сильные землетрясения не только сбрасывают со склонов неустойчивые массы, но и готовят их к новым обрушениям. Отмеченный район Заалайского хребта—не исключение. И там, где когда-то произошел гигантский по объему Команский обвал, землетрясение, спровоцировавшее его, по-видимому, способствовало образованию новых трещин в скальном массиве. Спустя некоторое время, но заведомо менее 10 тыс. лет тому назад, Команский обвал был перекрыт новым обвалом глыб известняков, ушедшим на 7 км от места отрыва. Затем, спустя 5–6 тыс. лет, в восточной части ледникового цирка Коман снова возник обвал алевролитов и сланцев, прошедший по долине также 7 км.
А. А. Никонов, А. В. Ваков и И. А. Веселов считают Ачикташский и Команский обвалы ледниковыми образованиями (моренами), основываясь, в частности, на несходстве пород, слагающих обвальные поля и ниши их отрыва в районе пиков В. И. Ленина и Ф. Э. Дзержинского. Тем не менее эти исследователи признают высокую сейсмичность данной территории и то, что огромные массы (до 5 км) раздробленных пород были принесены в Алайскую долину именно со склонов Заалайского хребта. Поэтому вопрос о генезисе Ачикташского и Команского обвалов остается открытым.
В прошлом обвалы и оползни погребали под собой стоянки древних людей — охотников, рыбаков и скотоводов, а позднее — города и селения, перекрывая так называемые культурные слои и археологические объекты. В таких случаях можно узнать время образования склоновых смещений. Для этого из обвально-оползневых тел извлекаются остатки древних кострищ, погибшей растительности, предметы быта давно исчезнувших поколений и с помощью радиоуглеродного, археологического, лихенометрического[13] и других методов определяется приблизительный возраст прошедших событий. Если эти обвалы и оползни связаны с древними землетрясениями, то, как уже говорилось, появляется возможность предсказать наиболее вероятное место повторных склоновых смещений. При определении же их приблизительного времени возникновения может быть уточнена повторяемость сильных подземных толчков, что нередко коренным образом влияет на планирование строительства.
Но определить возраст обвалов и оползней не просто. Нужны очень благоприятные условия для сохранения в их толщах органических остатков и, что еще более важно, для их извлечения из толщи завала. Однако сама природа нередко идет навстречу исследователям. Реки прорезают обвально-оползневые тела, обнажая в береговых обрывах и склонах долин места захоронений древних поселений. Встречаются идеальные случаи, когда тело оползня-обвала ограничено сверху и снизу культурными слоями. Это когда на месте погибшей стоянки на поверхности оползня возникало новее стойбище доисторических охотников, привлеченных сюда какими-то особо благоприятными условиями существования. Возраст таких склоновых смещений датируется достаточно точно.
А. А. Никоновым на Памире найдены обвалы, включающие культурные слои возрастом 2120±270, 2290±40, 6360±100 и 7680±150 лет. В одном из слоев обнаружено большее скопление остатков стволов деревьев, обожженных только снаружи: не успев догореть, древний костер был завален обвалом.
Прекрасную возможность для датировки возраста обвалов и оползней дают следы созданных ими подпрудных озер, которые с течением времени заиливаются и прекращают свое существование. Иногда же уровень воды в них достигает гребня завала, и тогда происходят катастрофические прорывы и наводнения. Озера могут наполняться и существовать десятилетиями. По периметру озерных ванн формируются площадки-террасы с характерными озерно-речными отложениями. Высота и положение этих сохранившихся до наших дней элементов рельефа дают представление о конфигурации и размерах древних водоемов. Одним из таких мест является район оз. Яшилькуль на Памире. Оно находится южнее описанного ранее Сарезского озера, но также расположено в переходной зоне, где широкие плоскодонные долины Восточного Памира с окружающими их горами, выглаженными ледником, сменяются крутосклонными хребтами Западного Памира, возвышающимися на 3–4 км над днищами долин. Зажатое между крутыми уступами Базар-Даринского хребта и моренными холмами со стороны гор Бакчигир, озеро Яшилькуль обладает бирюзовым цветом воды и очень живописно. Оно образовалось в результате подпруды р. Аличур громадным обвалом. Существует старинная легенда об образовании озера,[14] записанная Н. Л. Корженевским в 1923 г. со слов 77-летнего жителя тех мест Казыбая: «Лет триста тому назад на месте нынешнего озера был большой и богатый кишлак. Раз вечером приходит в него усталый старик и просит пустить его ночевать. Но сколько дворов старик ни обошел, никто его не пустил к себе в дом. Наконец он постучался в последнюю, самую бедную хижину. Здесь его приютила одинокая старушка и накормила его, сварив последнюю курицу. Рано утром странник встал и сказал старухе: „Кампырчик,[15] уходи отсюда на гору“. Та послушалась и вышла из дому. Только старуха взобралась на скалы, как хлынула вода и поглотила кишлак со всем населением. И еще совсем недавно, говорят киргизы, по ночам было слышно, как в глубине озера лают собаки и ревут верблюды. Теперь это все прекратилось». И потом, много позже, от жителей тех мест можно было услышать подобное же предание. При этом сообщалось, что после образования озера по верху завала была сооружена дорога, где на одном из камней, стоящих на обочине, начертана надпись на древнем языке, рассказывающая об этой «страшной катастрофе».
До возникновения оз. Яшилькуль на его месте была широкая впадина — ледоем, принимавшая ледники, спускавшиеся с северного склона хребта Бакчигир. Затем, в период потепления, ледники растаяли, и реки врезали свои русла в скальные породы на сотни метров, образовав глубокие современные долины. Тогда-то, спустя тысячелетия после отступления ледников, и произошел Яшилькульский обвал, запрудивший р. Аличур. Масса изверженных метаморфических пород докембрия, преимущественно гнейсо-гранитов, обрушилась с левого берега долины р. Гунт, вытекающей теперь из-под завала. Толщина его у самых истоков этой реки — 50–60 м, а в 3–4 км ниже по течению Гунта составляет 140–150 м. Обвал завалил долину двумя языками с максимальным удалением их от стенки отрыва на 4,5 км.
По определениям Н. Л. Корженевского, абсолютная высота возникшего оз. Яшилькуль составила 3788 м, длина его зеркала—16,6 км, ширина на меридиане Бакчигира — 4,5 км, напротив устья Большого Марджа-ная — 2,3 км, западнее устья Малого Марджаная — около 1 км. Площадь озера — 48,0 км2, максимальная глубина—40 м. Накопление воды в озере шло до тех пор, пока не выработался постоянный, установившийся на долгие годы сток, равный притоку. Вытекающая из-под завала р. Гунт имеет ступенчатый продольный профиль своей долины. Чередование крутопадающих участков ее русла с озеровидными расширениями говорит об интенсивной глубинной эрозии (размыве), особенно значительной в нижнем «бьефе» завала, где отмечены пороги и водопады. Реке Гунт осталось пропилить обвальную массу толщиной 35–40 м, чтобы начался катастрофический прорыв и спуск оз. Яшилькуль. На это уйдут столетия.
Но вернемся ко времени образования озера.
Отмеченная выше древняя дорога действительно была обнаружена на завале. Она представляла собой остаток старой караванной тропы, которой уже давно не пользуются местные жители. На одном из участков тропы были найдены две плоские глыбы с письменами на арабском языке. Наиболее крупная из них — глыба гранита размером 10x4x2,5 м — была поставлена как бы специально для обозрения идущими путниками. Надпись на ней гласила: «…в честь (бога) построена дорога эмиром Ахмедом, сыном султана Текина, в год 590-й от бегства посланника (аллаха), да будет над ним мир». Тщательное изучение находки показало, что надпись относится к 1193–1194 гг. Как полагают В. П. Демидчик и другие исследователи, древняя дорога была построена в XII в. взамен старой военной или торговой магистрали, проходившей ранее по долине р. Гунт и разрушенной Яшилькульским обвалом. Таким образом, его возраст составляет не менее 800 лет.
Возникновение обвала вряд ли следует отодвигать на тысячи лет к началу послеледниковья. Слагающие завал обломки и глыбы гранитогнейсов от 30 см до 12 м в поперечнике имеют остроугольные края, «покрыты черной блестящей коркой пустынного загара» и лишены почвенно-растительного слоя. В условиях высокогорья при интенсивно идущем физическом выветривании длительное сохранение остроугольных граней скальных глыб, конечно же, невозможно. Возобновление дороги в XII в. на месте старой, по-видимому имевшей какую-то связь с основным шелковым трактом, проходившем в районе больших водных магистралей, также может говорить об образовании Яшилькульского обвала в историческое время.
Наконец, не сказала еще последнего слова подводная археология. Если верить легенде, на дне Яшилькуля покоится целый кишлак. Один из крючкообразных полуостровов на озере между его притоками Большим и Малым Марджанаем назван «Кампырчик» — по имени единственной якобы уцелевшей во время катастрофы жительницы. Этот полуостров у местного населения известен как место, «с которым связана легенда о происхождении озера». Оставим предубеждения и поверим в ее реальность. Ведь нередко в легендах и преданиях отражена действительность далекого прошлого. Разве не по следам легендарных событий 2,5-тысячелетней давности, описанных Гомером в его бессмертной «Илиаде», шли археологи Г. Шлиман, В. Дёрпфельд и К. Блеген, откопавшие г. Трою на холме Гиссарлык? Достаточно извлечь со дна озера предметы быта древних поселенцев, чтобы стало известно время образования Яшилькульского обвала.
В предыдущие тысячелетия ему предшествовал еще более мощный обвал. Он сорвался с левобережья р. Гунт и, переметнувшись через долину, поднялся на ее правый борт гораздо выше места расположения Яшилькульского обвала. В результате возникло древнее подпрудное озеро, оставившее свои следы в виде террас на склонах гор. А. А. Никонов обнаружил на этих террасах культурный слой стоянки древних людей «с орудиями мезолитического времени». Сохранившиеся в слое угли костров, пылавших здесь тысячелетия назад, имеют возраст, определенный радиоуглеродным методом в 7300±700 лет. Обвал же произошел раньше, около 7–9 тыс. лет назад, и скорее всего был связан с сильным землетрясением.
Древние обвалы и оползни Средней Азии
Многие горные районы Средней Азии известны своей высокой сейсмичностью. Здесь часты сильные (до 9 баллов и более) землетрясения. Выше мы уже упоминали о крупнейших сейсмических катастрофах — Верненской и Кеминской, происшедших на рубеже XIX и XX вв. Сопровождавшие эти подземные толчки грандиозные обвалы и оползни конечно же были обычными явлениями в долгой геологической истории региона. Не раз в далеком прошлом древние землетрясения сбрасывали со склонов к подножиям гор неустойчивые массы рыхлых и скальных пород.
Громадные оползни обнаружены А. В. Количко и В. Н. Филь в долине р. Вахш, которая имеет ширину до 3 км, глубину 800—1000 м и склоны крутизной до 40–45º. Наиболее крупный оползень находится в правом ее борту, в 5 км ниже устья р. Обигарм. Он сформировался несколько сот тысяч лет назад в зоне Ионахшского разлома. Здесь породы северного крыла Кирбичской синклинали круто наклонены к реке и долгое время находились в таком метастабильном состоянии, поскольку у основания склона они «подпирались» южным крылом упомянутой складки. Постепенный подмыв рекой и выветривание этого природного контрфорса-упора уменьшили его толщину, в то время как лежащие выше крутонаклоненные в сторону долины слои постоянно находились под действием сдвигающих сил, увеличивающихся в результате столь частых здесь землетрясений. В результате скальный блок известняков и аргиллитов объемом 300 млн. м3 соскользнул по поверхности напластования пород и обрушился в долину Вахша.
Другой оползень в известняках, аргиллитах и гипсах, имевший объем до 30 млн. м3, произошел не более 10 тыс. лет назад и деформировал правый борт долины Вахша в 10 км ниже Байпазинского гидроузла. Оползневой амфитеатр вытянут вдоль склона на 900 м. Отрыв произошел на высоте от 300 до 900 м, а поверхность оползания залегала на глубине 40 м.
Возникновению оползней, соскальзывающих по плоскостям напластования пород, способствуют проникающие по трещинам дождевые и талые воды в верхних частях склонов к плоскостям их смещения, что особенно ярко проявилось в 1969 г., когда выпало аномально большое количество осадков. Тогда возникли оползни, объем которых достигал 1 млн. и даже 30 млн. м3. Всего же в долине Вахша такие оползни сместили к подножиям склонов не менее 1,5 млрд. м3 грунтов.
Более широким распространением в районе пользуются оползни, у которых поверхности смещения закладываются по тектоническим трещинам и секут плоскости напластования слоев. Объем оползших скальных масс достигает сотен миллионов кубических метров, хотя в долине Вахша такие оползни встречаются редко и объем их не превышает 50 млн. м3.
Из тех объемов смещенных пород, что поддаются учету, только в долинах рек Сурхоб, Вахш, Обигарм и Иляк смещено огромное количество грунтов — не менее 60 млрд. м3 (60 км3).
В высокогорных областях Киргизии, там, где сходятся отроги хребтов Чаткальского, Ферганского и Таласского Алатау, обнаружена серия древних обвалов и оползней, предположительно вызванных сильными землетрясениями далекого прошлого. 10 тыс. лет тому назад, когда в долинах растаяли ледники и горные склоны лишились ледовых контрфорсов-упоров, началось разуплотнение массивов скальных пород, раскрытие трещин, неоднократно заполнявшихся талыми во-Аами. Периодически замерзая в трещинах, вода превращалась в миллионы ледяных клиньев, медленно, но чепрерывно дробивших скальные массивы, и без того Разбитые подчас до состояния тектонической муки в зонах мощных разломов.
В условиях резкорасчлененного рельефа, крутых склонов и высокой сейсмичности обвалы и оползни — явления довольно обычные, но наиболее крупные из них относятся к разряду сейсмогравитационных не только из-за больших объемов смещенных скальных пород, но и потому, что, выстроившись в цепочку в зоне разлома, они нередко становятся немыми свидетелями его недавнего обновления в ходе сильных землетрясений.
Такие склоновые смещения были изучены Ю. Д. Матвеевым в зонах Талассо-Ферганского, Карасуйского и Кокджарсайского разрывов.
Один из оползней-обвалов обрушился с левого борта долины р. Карасу, протягивающейся вдоль главного сместителя Талассо-Ферганского разлома. Место срыва находится в 60 км от устья р. Карасу-восточная. Сейчас оно имеет вид громадного цирка длиной 1200 м при глубине вреза в склон до 200 м. Эта ниша отрыва возвышается на 800–900 м над долиной р. Карасу. Обрушившиеся с такой высоты 250 млн. м3 сильно трещиноватых известняков и глинистых сланцев создали плотину, подпрудившую реку. Возникло озеро. Оползень-обвал перекрыл 60-метровую среднечетвертичную террасу, и в то же время он сам уже размыт и в его теле сформировалась пойма и первая терраса р. Карасу. По этим признакам возраст оползня-обвала — несколько десятков тысяч лет, о чем говорит и 40-метровая толща рыхлых отложений, накопившихся в озере Карасу со дня его образования.
Крупные обвалы и оползни были обнаружены непосредственно в районе устья р. Карасу-восточная. Они приурочены к зоне Карасуйского разлома. За последние миллионы лет известняки, слагающие северный борт одноименного грабена, были надвинуты по разлому на глинистые породы — алевролиты. В результате образовался крутой борт долины с углами наклона до 40°. Надвигавшиеся известняки чрезвычайно сильно раздробились и оказались расчлененными густой сетью трещин. Это и предопределило возникновение здесь Каракольского оползня. Более 10 тыс. лет назад он сорвался с крутого северного борта долины, образовав грандиозную нишу отрыва длиной по склону 1500 м и высотой 900 м. Около 50 млн. м3 сильновыветрелых пород, среди которых преобладали пакеты известняков объемом до 500 тыс. м3, перемешанные со щебнем, обрушились в долину, образовав запрокинутую оползневую ступень. Завалив полностью древнюю долину р. Карасу на участке смещения, оползень переметнулся на противоположный берег. Высота обвальной плотины, перегородившей реку, составила более 175 м, затем при многократном переливе воды через гребень завала он был прорван и снивелирован. Его остатки возвышаются на 75 м над современным руслом реки.
Уникальные, редкие по типу проявления оползни и обвалы нескольких генераций обнаружены в устьевой части долины р. Карасу-восточная при ее впадении в р. Нарын. Объем обвально-оползневых масс, представленных глыбами и отдельными блоками известняков размером до 10x90 м, достигает 30 млн. м3. Поверхности срыва до сих пор хорошо сохранились. Завалив долину древней Карасу, обвалы и оползни создали подпрудное озеро, в котором накопилось до 120–140 м осадков. И все же это были обычные, хотя и крупные оползни и обвалы, возможно вызванные сильными землетрясениями.
Склоновые смещения необычного типа имеют здесь возраст порядка многих сотен тысяч лет. От этих древнейших оползней, происшедших в самом начале четвертичного времени, конечно же не сохранилось стенок отрыва. В рельефе они выражены в виде широтных валов, возвышающихся на 290 м над урезом р. Нарын. Длина линии, вдоль которой возникали грандиозные оползни, могла достигать десятков километров, а высота движущихся по земной поверхности скальных блоков — 300 м. Они как своеобразные каменные айсберги откалывались от материнского массива. Дело в том, что сотни тысяч лет назад Карасуйский надвиг испытал, по-видимому, обновление, сопровождавшееся сильными землетрясениями. Именно «надвиганием массива известняков на грабен», по мнению Ю. Д. Матвеева, была подготовлена почва для возникновения здесь крупных оползней объемом до нескольких десятков миллионов кубических метров. Как гигантский язык, верхнее крыло Карасуйского надвига медленно выползало из недр на земную поверхность по плоскости, наклоненной под углом 50–60°. Его фронтальная часть нависала на какое-то время над Долиной-грабеном огромным козырьком, с которого затем и срывались скальные оползни, скользившие по плоскостям, наклоненным под углом 10–20°. Древняя Долина Карасу была перегорожена. Образовалось озеро, воды которого сначала переливались через запруду, а потом прорвали ее. Оползни создали хаотические нагромождения, лежащие на красноцветных отложениях Карасуйского грабена.
То, что в этом районе действительно могут возникать оползни и обвалы, подобные описанным, подтвердило 9-балльное Чаткальское землетрясение, происшедшее 2 ноября 1946 г. Оно произошло вблизи оз. Сарычелек, кстати сказать тоже весьма загадочного происхождения. В 70 км от эпицентра, в зоне Кокджарсайского взбросо-надвига, ограничивающего с севера Сарыкамышский грабен, подземный толчок вызвал образование крупного обвала, перегородившего русло р. Нарын. На этом участке река протекает в глубоком ущелье, прорезающем быстро растущий Ферганский хребет. Обвал произошел на склоне крутизной 40–50°, сложенном известняками, интенсивно разбитыми трещинами. Они вместе с плоскостями напластования наклонены вниз по склону, так же как и разрывы, оперяющие Кокджарсайский взбросо-надвиг. По одному из них, наклоненному под углом 70–80°, и заложилась верхняя часть поверхности отрыва Сарыкамышского обвала, а ниже она совпадала с трещинами напластования и параллельными им разрывами с более пологими углами наклона — до 44°. Подготовленный к обрушению блок извертняков объемом до 1,8 млн. м3 практически со всех сторон был отчленен от коренного массива мощными трещинами и в момент землетрясения потерял устойчивость. Сорвавшись с высоты 950—1400 м, скальный блок упал на осыпи, пропитанные влагой осенних дождей. Он раздробился на глыбы и щебень и вместе с осыпным материалом ринулся вниз, в долину Нарына. Объем движущейся массы «возрастал как в снежной лавине». Часть обвала взметнулась над южной стенкой древнего обвального цирка и, используя ее как трамплин, «подобно прыгающей лавине», перелетела через долину, завалив русло и террасы на обоих берегах реки. Другая часть обвала ударилась о южную стенку упомянутого цирка и, отразившись от нее, стала смещаться вместе с осыпями в виде осова, создавшего в русле Нарына плотину высотой до 60 м. Общий объем Сарыкамышского обвала-осова составил 4–5 млн м3.
Населенные пункты в Кетмень-Тюбинской котловине оказались под угрозой затопления в случае прорыва подпрудного озера, и поэтому плотина была взорвана.
Подобные обвалы-осовы в прошлом не раз происходили на этом участке долины Нарына. По крайней мере следы четырех таких завалов с возрастом до сотен тысяч лет устанавливаются достоверно. Завальные плотины, возникавшие при этом, достигали высоты 40–50 и даже 100 м. А если учесть, что Сарыкамышский обвал произошел также в древнем обвальном амфитеатре, то вслед за Ю. Д. Матвеевым можно допустить, что катастрофические землетрясения, подобные Чаткальскому 2 ноября 1946 г., а возможно, и более сильные, происхбдили здесь не раз и именно они были поводом для крупных склоновых смещений.
Там, где «двигались горы»
Вечером 16 декабря 1920 г. провинцию Кансу в Китае постигло бедствие, равное которому трудно найти в истории народов. Гигантское по силе землетрясение с М=8,5 охватило огромную густонаселенную территорию. Оно произошло в области сплошного развития рыхлых лёссовых пород. Район наибольшего разрушения имел размеры 240x280 км (!) и включал 10 городов и многочисленные деревушки. Большинство из них исчезло, заваленное оползнями чудовищных размеров. Всего же было разрушено несколько сот городов и поселков, убито и погребено под оползнями по разным данным от 100 до 200 тыс. человек.
Землетрясение произвело такие изменения в рельефе, что А. Клоузу и Е. Маккормику, обследовавшим район бедствия, казалось, что они попали «на планету, находящуюся на стадии формирования». Чем же были вызваны такие необычные впечатления?
Значительная часть потрясенной территории представляла высокое слабовсхолмленное плато, сложенное крепкими вулканическими породами, на которых залегал мощный слой рыхлых лёссовых отложений. В момент главного сейсмического удара и последующих подземных толчков (афтершоков) скальное основание испытало сильную вибрацию, и лежащие на нем несвязные лёссовые грунты буквально потекли с крутых склонов холмов, долин и ущелий. По показаниям очевидцев, в некоторых местах образовались настоящие земляные реки (сухие лавины). Они ниспадали каскадами с уступов, как настоящие водопады, образуя воронки и водовороты.
В окрестностях городов Цингнинга и Пинглянга, в крутых обрывах и на склонах холмов, сложенных лёссом, находились тысячи пещерных жилищ, в которых ютились местные жители. Сухие лавины и огромные оползни увлекли за собой эти эфемерные убежища и заживо погребли десятки тысяч несчастных вместе с их домашним скотом и скарбом.
В другом месте огромный оползень («целая гора») разорвал дорогу с растущими по краям тополями и переместился почти на 1,5 км, не разрушив даже птичьих гнезд на деревьях. И наоборот, в этом районе оползень, захвативший участок склона шириной до 400 м, уничтожил тополиную рощу, выворотив деревья вверх корнями.
В районе г. Свен с населением в несколько тысяч человек при обрушении зданий погибла 1/10 населения. Другие 9/10 жителей чудом спаслись, когда ринувшиеся в долину земляные чудовища, оторвавшись от материнского склона, неожиданно остановились и зависли над городом на крутом обрыве. И только последовавший за главным подземный удар сбросил их вниз. Ниши отрыва этих оползней зияли на склонах выемками шириной до 800 м, напоминавшими след от гигантской лопаты. Сползшего грунта, завалившего Свен, хватило бы, чтобы закрыть несколько квадратных километров днища долины. Расположенная вблизи Свена деревня с несколькими сотнями жителей была погребена под двумя оползнями, образовавшими подпруженное озеро длиной до нескольких километров.
В районе городов Цингнинга и Хвейнинга на территории, охваченной полуокружностью с диаметром 32 км, произошло 17 огромных оползней. Они поразили также большой район в сотнях километров на запад от г. Хвейнинга и в 100 км севернее г. Цингнинга. Эти оползни, как и описанные, разрушили, погребли или перенесли на другое место деревни с их жителями, запрудили русла рек, образовав временные озера, и оставили в рельефе неизгладимые отметины, названные китайцами «следами богов». Оставшиеся в живых свидетельствовали, что «горы ходили».
Судя по летописям, только два землетрясения, происшедшие за последние 4 тыс. лет, могли сравниться по силе и разрушительным последствиям с событием 1920 г. Одно из них произошло во время правления династии Танг 1200 лет назад, опустошив территорию севернее провинции Шанси, в 320 км восточнее района, пострадавшего в 1920 г. Другое разразилось 3000 лет назад в районе Мингса — юго-восточнее границы между провинциями Кансу и Сенфу. Древние скульптуры все еще хранят следы разрушений от этих двух толчков.
Те же летописи говорят, что подземный дракон китайской мифологии шевелит хвостом каждые 300 лет, производя в стране опустошения и до неузнаваемости изменяя ландшафт потрясенных территорий.
Крупнейший на Земле
Около 2000 лет назад на юго-западе Ирана, в горах Загрос, произошел уникальный оползень-обвал. Размеры его выходят далеко за рамки обычных представлений о склоновых смещениях, и он по праву может быть назван крупнейшим на Земле.[16]
Южнее г. Керманшах хребты Кабир-Кух, Кух-Дуваруш и Кух-Киалан ограничивают с юго-запада и северо-востока долину р. Сеймерре, давшей название оползню-гиганту. Сама долина вложена в ядро крупной синклинальной складки, состоящей из пород эоцена и меловых известняков. Ее крылья образуют склоны отмеченных хребтов.
Отрыв громадного пакета известняков произошел на высоте более 2000 м, между пиками Филиман-Кух и Кух-Латанар. Часть стенки отрыва, имевшей первоначальную длину не менее 14,4 км, до сих пор выражена в рельефе в виде крутых уступов на склоне хр. Кабир-Кух. Смещение пакета известняков мощностью 300–450 м происходило по плоскостям напластования в толще пород, наклоненным в сторону реки. Соскользнув со склона, скальная часть оползня Сеймерре вторглась в долину и захватила верхний слой русловых отложений. Как нож гигантского бульдозера, толкая впереди себя эту рыхлую массу, дробясь и перемешиваясь с ней, оползень Сеймерре двинулся в направлении хр. Кух-Дуваруш. По днищу долины р. Сеймерре шириной по фронту 14 км «катился» скально-земляной вал высотой 300–400 м. Пройдя от места отрыва на вершинах хр. Кабир-Кух расстояние в 13 км, он накатился на отроги хр. Кух-Дуваруш высотой около 600 м. Взметнувшись над ними, многосотметровая земляная волна перехлестнула через хребет и погребла его под собой. Но, даже натолкнувшись на такое препятствие и преодолев его, оползневой вал прошел еще 3 км.
Таким образом, путь оползня составил 16 км. Он покрыл территорию площадью 165 км2 с периметром 70 км. Объем его достиг 20 км3. Смещение оползня по вертикали превысило 1500 м.
Как установили Дж. Харрисон и Н. Фалькон, движение оползня имело скорее всего характер скольжения не только в самом начале, на склонах хр. Кабир-Кух, но и в завершающей стадии. Об этом говорят лежащие на самом конце оползневого языка крупные, величиной с дом, хорошо сохранившиеся скальные блоки кубической формы с четкими гранями отрыва. Сорвавшись с вершин хребта и проделав путь в 16 км, они не раздробились на мелкие осколки, что, конечно, было бы невозможно при их многократном перекатывании. Скольжению оползня на такое большое расстояние могли способствовать рыхлые русловые отложения долины р. Сеймерре, на которые он обрушился и которые использовал в качестве своеобразной смазки. Это позволило ему проделать многокилометровый путь по ровной поверхности, подняться на высоту 600 м над скальным отрогом и перевалить через него. Не исключено, что оползень Сеймерре двигался на своеобразном громадном грохоте, как это случилось, например, при Чилийском землетрясении 1960 г. Возможно также, что часть пути он проделал на воздушной подушке. Достоверно установить это не удалось. Но одно несомненно. Как считают Харрисон и Фалькон, гигантские блоки, перемещенные на большое расстояние и сохранившие свою целостность, двигались «не иначе, как в составе целого пласта, где они были защищены от разрушительных толчков и от чрезмерного трения, которое быстро бы округлило их углы».
Часть долины р. Сеймерре была завалена оползневыми массами. В ней и в долине р. Кашган возникли подпруженные озера Сеймерре и Джайдар.
Тысячелетия спустя озера заполнились осадками и были спущены. Впадина оз. Джайдар имеет площадь 40 км2, и сейчас илистые отложения залегают в ней на высоте 720 м над уровнем моря. До подпруды оползнем р. Кашган текла в юго-западном направлении к месту ее впадения в р. Сеймерре. На своем пути она, вероятно, выработала ущелье в хр. Кух-Дуваруш. Оползневая масса завалила ущелье и старую долину реки до такого уровня, что вода во вновь возникшем оз. Джайдар, не будучи в силах прорвать гигантскую плотину, нашла выход в соседнюю впадину в хр. Кух-и-Малах, параллельном долине р. Сеймерре. Р. Кашган потекла на северо-запад, прорезала ущелье в отрогах хр. Кух-и-Малах и, обогнув край оползня, влилась в оз. Сеймерре.
Оз. Сеймерре заполнило часть речной долины длиной около 40 км и максимальной шириной до 11 км. Площадь озера составила, очевидно, не менее 200 км2. Уровень его поднялся до абсолютной отметки 675 м, после чего начался перелив воды через оползневую плотину. Ранее при движении оползня в его теле возникла впадина, почти параллельная фронту хр. Кабир-Кух. Перелившись через край завала, вода озера прорвалась в эту впадину и с течением времени промыла в обломочной массе узкое, почти прямолинейное ущелье. Текущая в нем теперь р. Сеймерре врезала свое русло в тело оползня в некоторых местах на 120 м. Крутые стенки ущелья дают прекрасную возможность видеть разрез оползня. Он состоит из угловатых скальных обломков, вкрапленных в массу пылеобразных частиц. Это типичная сыпучая брекчия. Вниз по разрезу размер обломков уменьшается, и они превращаются в наимельчайшую горную муку. В южной части, ближе к подножиям хр. Кабир-Кух, в разрезе видно несколько громадных блоков (пакетов) ненарушенных слоистых скальных пород, соскользнувших со склона. В 10 км от реки оползневой язык состоит преимущественно из обломков размером до 9 м в поперечнике. Реже встречаются более крупные глыбы. Некоторые из них настолько велики, что были бы способны одним ударом развалить на куски здания сторожевых башен, построенных в этих местах. Дело в том, что неровный оползневой рельеф с его многочисленными холмами и западинами создавал прекрасные возможности для внезапного нападения разбойников из засады на проходившие караваны.
Унылый ландшафт огромного поля нагроможденных скальных глыб оживляется цепочками ярусных бессточных озер. На склонах оползневых холмов встречаются карстовые пещеры, собирающие местные водотоки.
Один из пределов возраста оползня Сеймерре устанавливается по остаткам древнего моста недалеко от современного устья р. Кашган. По историческим данным, он был построен 2000 лет назад в ущелье, прорезанном р. Сеймерре в скальных породах уже после того, как она прорвалась через оползневой завал.
Причиной возникновения столь грандиозного оползня могло быть сильное землетрясение. Территория Ирана известна своей современной и древней высокой сейсмичностью. Одно из недавних землетрясений — Тобас-е-Голшанское — 16 сентября 1978 г. силой 9—10 баллов (М=7,7) произошло в провинции Хорасан. Землетрясение случилось после 1100-летнего сейсмического затишья в этом районе и ярко продемонстрировало активность зоны Тобасского разлома. Последующее изучение провинции Хорасан позволило М. Бербериану обнаружить целый ряд неизвестных Ранее эпицентральных областей сильнейших землетрясений прошлых веков.
Оползень Сеймерре расположен в зоне влияния сейсмически не менее активного разлома Загрос. Последний трассирует стык двух литосферных плит — Аравийской и Персидской. В области их столкновения накапливаются мощные упругие напряжения, которые снимаются в ходе землетрясений. Наибольшее число их эпицентров сосредоточено в юго-западной части зоны разлома Загрос. Здесь же обнаружен и оползень Сеймерре.
Подземные толчки могли способствовать возникновению и других достаточно крупных оползней, многочисленных в этом районе.
Оползень, подобный Сеймерре по механизму образования, но меньших размеров, обнаружен в области Кухгалу. Аналогичный оползень, прошедший путь в 2,5 км и заваливший узкую долину, наблюдался в 1933 г. на склонах Кух-и-Дина. В древнейшие времена в горах Кух-и-Уштаринан со склона величественного пика с абсолютной отметкой 4200 м сорвался оползень, упавший в долину с высоты 1800 м. Он перегородил реку и создал оз. Гаалан-Гаар — самое большое в этих местах. В 1917 г. здесь же произошел другой оползень, вновь подпрудивший реку, в результате чего возникло новое озеро.
Таким образом, в иранской провинции Лурестан не только находится крупнейший в мире древний оползень Сеймерре, но и практически постоянно формируются новые оползни, что является нормальным явлением для сейсмически активной горной области.
Оползни в Гималаях
Причины возникновения этих склоновых смещений неизвестны, так же как геологические и другие условия их образования. Но они могли быть вызваны нередкими в этом районе землетрясениями, о чем косвенно говорит объем одного из них.
В конце прошлого столетия в Гималаях, в долине небольшой р. Бирреганга, что расположена в Кашмире, произошел крупный оползень-обвал. 22 сентября 1893 г. огромная масса скальных пород обрушилась в долину, пройдя путь в 1,5 км. Возникшая пылевая завеса на некоторое время закрыла все вокруг, и жители деревни Гохна не могли понять, что случилось. Когда пыль осела, толщина ее слоя достигала нескольких дюймов.
18 ноября 1893 г. в этом же районе возник еще более грандиозный оползень. Он завалил долину, подпрудил реку и создал плотину длиной 3,2 км, шириной 1,6 км и высотой 300 м. Таким образом, можно предполагать, что объем его приближался к 1,5 млрд. м3, или к 1,5 км3. Размер обломков доломитов, слагающих плотину, колебался от нескольких сантиметров в поперечнике до блоков объемом до 54 м3 и больше. Возникшее водохранилище наполнялось, и рано или поздно вода должна была перехлестнуть плотину. Специалисты тщательно высчитали это время и приняли все меры для спасения людей от наводнения. В каждом городе и деревне, расположенных ниже по течению Бирреганги, установили каменные столбы-указатели, на которых была отмечена высота возможного подъема воды во время ожидавшегося наводнения. Рано утром 25 августа 1894 г., спустя почти год после оползня, уровень воды в подпружен-ном озере приблизился к верхней отметке плотины, и она стала перехлестывать через гребень завала, затем плотина была прорвана, и водяной вал ринулся в долину. За 24 часа уровень воды в водохранилище снизился на 117 м. Через проран в плотине перелилось астрономическое количество воды — около 270 млрд. м3 (270 км3). Города и деревни ниже по течению, в том числе г. Сринагар, были стерты с лица Земли, и только благодаря хорошо организованной системе предупреждения удалось избежать жертв.