УДК 551.435.24(238.14)
© 2013 г. Х.Э. НОВОА ХЕРЕС
МАССОВЫЕ ДВИЖЕНИЯ ГРУНТА НА СКЛОНАХ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА МОРФОГЕНЕЗ ЗАПАДНЫХ АНД (ЧИЛИ)
Введение
Принимая во внимание огромное разнообразие концепций, в свете которых рассматриваются так называемые массовые движения грунта на склонах (mass movements), представляется целесообразным перед тем, как углубляться в специфику территории Чилийских Анд, сформулировать определенные критерии, которые затем будут использоваться в данной статье при рассмотрении конкретных примеров.
Термин "морфогенез" обычно используется применительно к происхождению форм рельефа [1-5]. Понятие "массовые движения грунта" объединяет все процессы, которые приводят в движение более или менее значительные объемы рыхлого материала, контролируются климатом и другими экзогенными и эндогенными факторами, в результате которых создаются специфические формы рельефа [1, 2, 6]. При анализе различных типов массовых движений грунта специалистами обычно используется подход, предложенный Д. Варнсом [7, 8], который дополняется оценкой топографических характеристик, климатических параметров, а также данных гидрометеорологического моделирования [9] в контексте климатических изменений; используются также геоморфологические признаки палеосейсмических явлений [6, 10].
Географические характеристики и геологическое строение Чилийских Анд, расположенных вдоль конвергентной границы тектонических плит Наска и Тихоокеанской, что и обусловило образование этой горной системы, делают ее особенно подверженной образованию всех типов опасных процессов массовых смещений пород. А поскольку большинство городов и поселков расположены в речных долинах и на аллювиальных конусах выноса в предгорьях, все они, а также многие густонаселенные сельскохозяйственные районы находятся в потенциально опасных зонах.
Климат Чили меняется от сухих тропиков на севере до прохладного умеренного океанического на юге. На севере, примерно между 18 и 26° ю.ш., расположена одна из самых засушливых пустынь мира - Атакама, где выпадает осадков менее 2 мм/год. С юга к ней примыкает переходная зона со степным климатом. В центральной части страны (32-38° ю.ш.), наиболее густо населенной, преобладает теплый умеренный климат средиземноморского типа, а количество осадков колеблется от 300 до 1000 мм/год, увеличиваясь к югу. На юге центральной области (38-42° ю.ш.) климат влажный умеренный с годовой суммой осадков около 1000-2000 мм. К югу от 42° ю.ш., в Патагонии, становится еще более прохладно и менее влажно в континентальных областях, тогда как на островах у побережья типичны сильные ливни, и общее количество осадков достигает 4000 мм/год [11].
Массовые смещения обломочного материала на западном склоне Чилийских Анд играли существенную роль в новейшей геологической истории региона [4, 12-25], а в настоящее время эти катастрофические явления занимают в Чили третье место по частоте проявления после наводнений и землетрясений [24, 26].
Основную угрозу представляют грязевые и грязекаменные потоки (сели), которые зарождаются в горах и распространяются вниз по речным системам [24]. Они представляют собой один из наиболее обычных опасных геоморфологических процессов в Чили. Сели возникают, как правило, в результате обильных дождей, хотя конкретная сумма осадков,
необходимая для формирования таких потоков, изменяется по территории страны в широких пределах - в зависимости от конкретных климатических условий.
Катастрофические смещения грунта на территории Чили происходят с завидной регулярностью: например, вблизи г. Антофагаста они имели место в 1930, 1940, 1982, 1984, 1987 и 1991 гг. [23, 24, 27-29], а также несколько севернее - у г. Токопилья - в 1940 г. [23]. В центральной части страны, в предгорьях близ г. Сантьяго, зарегистрированы массовые движения в 1908, 1936, 1957, 1962, 1980, 1982, 1984, 1986, 1987, 1991, 1993 и 1997 гг. [18, 24, 28, 30-32]. В долине р. Майпо (центральная область Чили) подобные явления отмечены в 1945, 1949, 1953 и 1980 гг., в 1980 г. они имели место также в долине р. Аконкагуа [35], а начиная с 1987 г. [21] - в ее верховьях (р. Хункаль). В южной части страны среди других известен, например, район Лос-Лагос, где интенсивные движения датируются 1995 г. [21]. Перечисленные примеры показывают, что возникновение катастрофических массовых смещений грунта возможно в самых различных экосистемах. Общим фактором для всех этих случаев являлось аномально большое количество осадков, связанное с явлением Эль-Ниньо (БКБО), а также строение склонов и их крутизна [12, 24, 33]. Еще в 1985 г. была проведена работа по сбору фактического материала, опубликованного в прессе и касающегося катастрофических явлений на склонах [34]. Установлено, что из 1208 описанных случаев, имевших место между 1910 и 1982 гг., 61% сосредоточен между 33 и 37° ю.ш. Следует признать, однако, что в оценках могла быть допущена некоторая необъективность, т. к. описывались в основном случаи, происходившие вблизи поселений и потому привлекавшие внимание прессы, а в Чили, как известно, основная масса населения сосредоточена именно между указанными широтами.
Одна из главных трудностей, встретившихся автору при составлении данной сводки, заключалась в том, что различные авторы пользовались совершенно разными классификациями массовых смещений на склонах, зачастую смешивая разные процессы. Например, за оползневые отложения часто принимаются морены [35]. В то же время, точное определение генетического типа отложений чрезвычайно важно при планировании землепользования в горных экосистемах, т. к. следует установить потенциальную возможность возобновления опасных процессов и необходимо принять меры по предотвращению катастрофических явлений или смягчению их последствий в районах, испытывавших подобные типы массовых смещений в прошлом.
Единственная попытка четкого разграничения морфогенетических типов массовых смещений грунта на территории страны была сделана Г.Н. Голубевым [14]. Согласно этому автору, для возникновения, например, селей необходимы три основных условия: 1) в бассейне должно присутствовать достаточное количество обломочного материала (твердая составляющая грязекаменного потока), 2) необходимо поступление больших объемов воды (в результате дождей, таяния снега или катастрофического спуска естественных озер или водохранилищ (жидкая часть потока) и 3) ложе потока должно иметь уклон, достаточный для движения грязекаменной смеси. Это дает основания для районирования территории страны, в основу которого кладутся климатические и гидрометеорологические характеристики (с учетом возрастания осадков в широтном направлении). Таким образом, мы можем выделить районы, в пределах которых причины развития массовых движений грунта каждого конкретного вида относительно однотипны. При этом также учитывается режим водотоков (насколько это возможно при недостаточном количестве гидрометеостанций в предгорьях и особенно в горах). На основе вышеизложенного территория Чили может быть разделена на 9 районов.
1. Анды между 17 и 23° ю.ш.
Этот район представляет собой бессточную горную область с засушливым тропическим климатом, практически полностью лишенную растительности. Для него характерно большое количество обломочного материала на склонах и в долинах мелких водотоков, что обусловлено физическим выветриванием, особенно активным в условиях крайне сухого климата, и практически полным отсутствием поверхностного стока. Такие условия типичны для склонов до отметок 3000 м над у.м. Выше появляется травянистая растительность, которая препятствует денудации рыхлых проницаемых вулканических пород.
Массовые движения обломочного материала отмечены в основном на склонах в нижней части гор. Наиболее крутые склоны наблюдаются в переходной зоне от гор к межгорным впадинам. Именно там наиболее вероятно возникновение массовых смещений грунта, в частности, между Андами и Береговым хребтом - в относительно пониженной области Пампа-дель-Тамаругаль, окаймленной с востока огромными конусами выноса, имеющими отметки от 1200 до 1500 м абс. В пределах высот 15003000 м также присутствуют большие объемы обломочного материала, не закрепленного растительностью, что в сочетании с большими уклонами создает потенциальную возможность возникновения массовых движений, однако недостаток осадков препятствует реализации этого потенциала [25]. Здесь также типичны пролювиальные конусы выноса. Временные потоки, формирующие последние, заканчиваются в солончаковых впадинах или в межгорных котловинах. Возникая после выпадения обильных ливневых осадков (обычно в летнее время, т. е. декабрь-февраль), они отличаются малой вязкостью и большой скоростью.
В окрестностях Коронель-Альсеррека вблизи слияния р. Льюта с р. Альяне на обоих бортах долины хорошо видны очень крупные оползни скольжения ротационного типа, создавшие ступенчатую поверхность склона, что позволяет предполагать множественные эпизоды оползания (рис. 1). В настоящее время, однако, они не проявляют активности и могут рассматриваться как свидетельство более влажного климата в прошлом [36].
Одним из ярких проявлений катастрофических склоновых процессов явилась обломочная лавина голоценового возраста, имевшая место в районе Паринакота ~8 тыс. л.н. [37, 38]. Сход лавины, явившийся результатом обвала части конуса крупного
Рис. 1. Сложные оползни ротационного типа в окрестностях Коронель-Альсеррека (17°58' ю.ш., 69°35' з.д., 3700 м над у.м.) [ЮМ HYCON 9129^.55]
Рис. 2. Обломочная лавина голоценового возраста на склонах вулкана Паринакота (18°09' ю.ш., 69°12' з.д., 4500 м над у.м.). Снимок Satellite TM Landsat в районе Невадос-де-Пайачата
У западного подножия вулкана различимы блоки Торева и множество западин в центральной части лавинных отложений. Край лавины показан пунктирной белой линией, озера закрашены черным [37, 38]
Рис. 3. А - разрез одного из холмов у южного края обломочной лавины Паринакота (в 13 км от места ее зарождения, около д. Паринакота). Холм сложен грубообломочной брекчией, состоящей преимущественно из роговообманковых андезитов, которая залегает непосредственно
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.