Книга: 100 великих тайн Земли

Почему возникают провалы?

Почему возникают провалы?

В последние полвека во многих районах планеты почва внезапно разверзается. Возникают провалы, порой достигающие внушительных размеров. Подобные события повторяются все чаще: в Китае и Турции, в городах России и Америки – всюду, где в грунте встречаются пористые породы.

Например, в американском штате Флорида власти вынуждены каждый год выделять на борьбу с провалами миллионы долларов. Отдельные области изъязвлены ими, как оспинами. В Испании, в городке Калатаюд, в 2003 году в провал глубиной 10 метров сполз пятиэтажный дом. В марте 2008 года в столице Эквадора Кито после проливных дождей образовалась обширная воронка, поглотившая часть автострады и соседнего парка. В Штутгарте весной 2000 года на игровой площадке в детском саду возник провал глубиной 15 и шириной 6 метров. По счастливой случайности это произошло в ночное время, когда здесь никого не было.

Размеры этих подземных «вестибюлей», внезапно распахивающих перед нами свои двери, очень сильно разнятся. Чаще всего это небольшие ямки, но бывают и проемы, словно приготовленные для монстров. Например, размеры одного из крупнейших в мире провалов – Сотано-дель-Барро в Мексике – таковы: около 420 метров в поперечнике, четыре с половиной сотни метров – глубина.

Карстовый провал в Гватемале

Провалы, или провальные воронки, образуются в природе на протяжении миллионов лет. Они – ее неотъемлемая часть, как облака или болота. Особенно широко они распространены в карстовых областях, где разрослись подземные пещеры. Если по какой-либо причине свод пещеры провалится, возникнет кратер с обычно отвесными стенами – провальная воронка, имеющая округлую форму. Для геологов и биологов подобные объекты – счастливая возможность заглянуть в недра Земли, ознакомиться с образцами пород, с особым миром растений и животных подземного царства.

Итак, речь идет о любопытном природном феномене. Однако в последние десятилетия, когда мы широко развернули промышленную и строительную деятельность, провалы грунта стали доставлять нам немало проблем. Ведь, за редким исключением, они порождены нашей хозяйственной активностью.

Мы все настойчивее вмешиваемся в область пребывания подземных вод. Мы выкачиваем их ради того, чтобы орошать поля. Мы осушаем их верхний слой – так называемые грунтовые воды, занимаясь строительством или добычей полезных ископаемых. Мы решительно меняем облик местности, ее гидрографию и рельеф, но природа с этим зачастую не согласна.

Вот, например, Мехико. Там, где теперь простирается море домов, когда-то плескалось озеро. Бесчисленные насосы продолжают выкачивать воду, разлитую в почве, и та проседает. Каждый год ее уровень понижается еще на 7—10 сантиметров. Иногда почва разламывается, и на ровном месте зияет очередная воронка. Так произошло в июле 2007 года, когда подобный провал поглотил дом, автомобиль и прохожего.

Начинается же все с появления подземной полости, и тут главную роль играют именно грунтовые воды. Они разъедают пористые породы – известняк, гипс или галит (каменную соль) – и смывают рыхлые материалы: песок, вулканический пепел, щебень. Так образуется полость, свод которой затем обрушивается, когда окончательно истончится или когда прямо на этом месте будет возведена громоздкая постройка.

Лучше всего механизм образования таких воронок изучен в окрестностях Мертвого моря. Там за последние два десятилетия появились тысячи воронок, часто заполненных водой. Глубина некоторых достигает полтора десятка метров. Они портят полотно автострады, осложняют жизнь и отдыхающим, и крестьянам, уродуя поля, огороды, игровые площадки и пляжи. Что же за странная жизнь бурлит под землей по соседству с Мертвым морем?

Все происходящее связано с тем, что уровень этого бессточного соленого озера неуклонно понижается. Мертвое море на глазах… умирает. Там, где 20 лет назад купались туристы, теперь лежит пустыня. Начиная с 1960 года уровень моря понизился на 30 с лишним метров и составляет 422 метра ниже уровня Средиземного моря. Ведь приток воды туда сократился почти в три раза, поскольку все большее ее количество забирается на нужды сельского хозяйства, на орошение полей и плантаций.

С понижением уровня Мертвого моря заметно изменилось распределение грунтовых вод. Они уходят вглубь, постепенно размывая встречающиеся им на пути рыхлые материалы. В результате образуются многочисленные полости, которые все разрастаются, пока и верхний слой почвы не вовлекается в эту работу. Еще один пласт земли проваливается куда-то вглубь. Такова наиболее вероятная подоплека странных событий, творящихся в окрестностях Мертвого моря.

Особый случай техногенной катастрофы – Кируна, самый северный город Швеции. По данным на 2011 год, здесь проживает чуть более 18 тысяч человек. Идиллический пейзаж – пологие холмы, отшлифованные ледниками, равнинная тундра, обычно завьюженная, но в недолгое теплое время покрытая густой растительностью, а также многочисленные деревянные домики, что напоминают издали становище гномов, – вдруг обрывается. Прямо на краю города зияет громадная дыра, которая понемногу откусывает от него то один кусочек, то другой.

Это рудник, где многие десятилетия добывали железную руду, теперь расправляется с городом. Содержание железа в здешней руде доходит до 70—80 %, а потому затраты на ее добычу окупают себя, даже когда вести работы приходится на глубине в тысячу с лишним метров. Сейчас здесь добывают около 24 миллионов тонн руды в год. Боковые штольни буквально вгрызаются в землю, на которой стоит город. Охваченные невинным азартом, рудокопы подкапывались под этот город, подобно тому как 100 с лишним лет назад другие простодушные мудрецы, проектируя танки, пулеметы и бронепоезда, подкапывались под безмятежную жизнь XIX века, затягивая Европу в провальную воронку смерти.

Неизбежное свершилось. Грунт стал растрескиваться. Огромные его куски, примыкающие к карьеру, где продолжают добывать руду, время от времени обваливаются. Все шире становится яма, грозящая поглотить город. Его решено перенести на другое место. Большую часть затрат на строительство нового города возьмет на себя компания, погубившая старую Кируну. Это пробьет брешь в ее бюджете размером в 5—6 миллиардов евро. Ожидается, что уже в 2013 году будут переселены первые сотни жителей Кируны, чьи дома сейчас находятся буквально «на краю пропасти». На территорию, разоренную людьми, вернется тундра.

Кируна исчислена и измерена вдоль и поперек. В большинстве же случаев геологи решают задачу с неизвестными величинами. Невозможно точно предсказать, где и когда грунт провалится в следующий раз. Речь идет о сложных процессах, обусловленных множеством факторов (характер грунтовых вод, состав грунта, специфика расположения отдельных его слоев). К тому же не всегда эти подспудные процессы заканчиваются обширными провалами грунта. Могут образоваться небольшие воронки, может слегка просесть почва.

Как же защитить себя от капризов подземной стихии? Тут нет однозначного решения. Геологи рекомендуют составить подробную карту подземных пустот, чтобы избегать ошибок при строительстве. Ведь угроза появления провалов во многих регионах мира будет только нарастать. Предсказать же, где образуется новый провал, пока невозможно. Между тем эта проблема волнуют жителей многих стран мира, и ее решение, как признают специалисты, требует громадных инвестиций.