научная статья по теме РЕКОНСТРУКЦИЯ ПРОЦЕССА СХОДА ЛЕДНИКА КОЛКА 20 СЕНТЯБРЯ 2002 ГОДА ПО ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫМ СЕЙСМИЧЕСКИМ ДАННЫМ Геофизика

Текст научной статьи на тему «РЕКОНСТРУКЦИЯ ПРОЦЕССА СХОДА ЛЕДНИКА КОЛКА 20 СЕНТЯБРЯ 2002 ГОДА ПО ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫМ СЕЙСМИЧЕСКИМ ДАННЫМ»

ФИЗИКА ЗЕМЛИ, 2014, № 5, с. 121-132

УДК 550.34

РЕКОНСТРУКЦИЯ ПРОЦЕССА СХОДА ЛЕДНИКА КОЛКА 20 СЕНТЯБРЯ 2002 ГОДА ПО ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫМ СЕЙСМИЧЕСКИМ ДАННЫМ

© 2014 г. В. Б. Заалишвили, Д. А. Мельков

Центр геофизических исследований ВНЦРАН и РСО-А, г. Владикавказ E-mail: cgi_ras@mail.ru Поступила в редакцию 19.08.2013 г.

Выполнена реконструкция процесса схода ледника Колка 20 сентября 2002 г. в Кармадонском ущелье в Северной Осетии на основе анализа инструментальных сейсмических записей. Результаты расчетов скоростей движения ледово-каменных масс на участке ледник Майли—Кармадонские Ворота соответствуют результатам математического моделирования процесса движения лавинообразного потока в каньоне. Оценен макросейсмический эффект воздействия потока на склон в районе Кармадонских Ворот по данным сейсмических записей и результатов обследования территории, выполненного авторами в 2003—2004 гг.

Ключевые слова: ледник Колка, лавинообразный поток, интенсивность, скорость потока. DOI: 10.7868/S0002333714050093

Ровно десять лет назад произошло трагическое событие, потрясшее все население Республики Северная Осетия-Алания. Событие — это внезапный сход ледника Колка 20 сентября 2002 года. В результате указанного схода исчез расположенный в ущелье пос. Нижний Кармадон. Оказалась под водой большая часть домов с. Горная Саниба, построенных в последние годы, почти в русле р. Геналдон. Погибли люди, в том числе, дети. Погибла группа Сергея Бодрова, участвующая в съемках фильма.

С целью исключения подобных ситуаций необходимо иметь действенную и в то же время постоянную государственную поддержку для проведения различного мониторинга и тщательного анализа его результатов.

Непосредственно в период после схода ледника имела место заметная поддержка Правительством РСО-А работы комплексной экспедиции с участием организаций РАН, МЧС, МГУ и др., но в последующем она практически прекратилась. Тем не менее, надо отметить, что за прошедшее время многое все же было сделано. В настоящее время исследования продолжаются большей частью при финансовой поддержке и инициативе РАН, МГУ и других ведомств и организаций.

Одной из главных проблем научных организаций расположенных в Северной Осетии является все еще слабая инструментальная оснащенность, которая преодолевается недопустимо медленно. Другой путь решения проблемы заключается в тесном взаимодействии учреждений различных

ведомств и объединении их потенциала. В то же время, на этом пути у нас уже есть определенные достижения. Так, в сентябре 2003 г. в п. Кармадон была открыта сейсмическая станция, а в декабре 2003 г. наша локальная сеть была преобразована в локальную сеть наблюдений за опасными при-родно-техногенными процессами "Кармадон-ский параметрический полигон", модернизованная в 2006 г. (установка современных цифровых регистраторов Дельта-Геон-02М). Наконец, в 2012 г. за счет собственных внебюджетных средств при поддержке МЧС республики непосредственно в районе ложа ледника Колка была установлена новая современная сейсмическая станция.

Можно вспоминать трагические события десятилетней давности по-разному: рассматривая сход ледника Колка исключительно через траурную призму, а можно, не забывая о прошлом, планировать будущие задачи и решать соответствующие проблемы. Для этого, очевидно, надо создавать условия, чтобы исключить в будущем повторение подобных последствий. Самой лучшей памятью безвременно ушедшим будет именно такой подход, и он вполне будет соответствовать и современному уровню наших или мировых знаний, и нравственному восприятию. Именно взаимодействие властных структур, науки, широких слоев населения позволит не просто сохранить население в горных районах и через сильнейшую генетическую связь горского населения, в свою очередь, сохранить горы для всех других слоев общества, но и сделать горы более цивилизованными с точ-

ки зрения безопасности. Для этого, кроме строгого соблюдения населением соответствующих строительных норм, учета опасных геофизических процессов, совершенно необходимым представляется дальнейшее развитие инструментальных наблюдений за опасными природно-техно-генными геологическими явлениями.

На основе инструментальных записей Центра в 2003 году, а также станций сопредельной территории, еще в 2004 году, любезно переданных грузинскими коллегами, был разработан сценарий основных этапов процесса схода ледника Колка 20 сентября 2002 года.

В октябре 2006 г. благодаря любезности нового руководства ГС РАН Центру были переданы инструментальные записи, полученные по времени в период схода ледника Колка 20 сентября 2002 г. станциями Северного Кавказа. Это позволило, с одной стороны, проверить и, во многом, подтвердить полученные ранее результаты, а с другой, — существенно развить наши знания. Впрочем, процесс анализа инструментальных данных все еще продолжается.

Наконец, после получения в 2010 г. сейсмических записей станций системы наблюдений в районе Зарамагской ГЭС [Сейсмические записи..., 2002], любезно предоставленных А.И. Савичем (ЦСГНЭО), Центр располагает всеми имеющимися уникальными сейсмическими записями процесса схода ледника Колка 20 сентября 2002 года.

В настоящее время предложен целый ряд различных версий причин происшедшего события (обвал, газодинамический взрыв, гидравлический удар и т.д.). Хотя проработка их имеет различную научную глубину, но какая-либо полностью, с научной точки зрения, обоснованная и однозначная версия, к сожалению, все еще отсутствует. Это предполагает расширять доказательную базу.

1. АНАЛИЗ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ СЕТЕЙ НАБЛЮДЕНИЙ РАЗЛИЧНЫХ СТРАН И ВЕДОМСТВ

Анализ имеющихся инструментальных данных показывает соответствие основных этапов, полученных на разных пунктах локальной сети сейсмологических наблюдений РСО-А [Заали-швили, Невская, 2003; Заалишвили и др., 2004; Заалишвили, Мельков, 2012], аналоговых записей сети сейсмологических наблюдений Грузии [Заалишвили и др., 2005] и цифровых записей станций ГС РАН [Заалишвили, Харебов, 2008].

С целью более детального изучения процесса схода ледника Колка были изучены данные сейсмических станций сопредельной территории: Абастумани, Амбролаури, Ахалкалаки, Ахалцихе, Они, Тбилиси, которые были предоставлены нам

грузинскими коллегами. Указанные аналоговые записи, полностью охватывают продолжительность суток с 19 по 20 сентября 2002 г. Наиболее полными и качественными являются данные станции Тбилиси (геофизическая обсерватория), отличающиеся наибольшим увеличением (рис. 1 и рис. 2).

Анализ каталога землетрясений показал, что 20 сентября 2002 г. перед катастрофическим сходом ледника Колка имело место землетрясение, приуроченное к данному времени. Так, в 15:43:50.3 в районе Западного Ириана (1.68° с.ш., 134.23° в.д.) произошло землетрясение с магнитудой Ы8 = 6.2 и глубиной очага к = 33 км. Такое расстояние продольные Р-волны проходят за время около 13 мин, а поперечные ¿-волны за время около 26 мин. Необходимо отметить, что вступление Р-волны при этом произойдет в 15:56:50, а ¿-волны — 16:09:50. Сразу обращает на себя внимание хорошее соответствие времен основных фаз волн с этапами схода ледника. Регистрация таких удаленных сигналов вполне возможна указанным типом наблюдений. Более того, даже менее чувствительной локальной сетью наблюдений ЦГИ ВНЦ РАН неоднократно регистрировались удаленные землетрясения (Китай, Япония и т.д.). В связи с этим, можно предположить, что "спусковым крючком" для схода ледника явилось указанное удаленное землетрясение. По нашему мнению, именно оно обусловило включение наиболее чувствительных станций: Чиколы, Владикавказа 31 и ЦСГНЭО [Заалишвили и др., 2004].

Вертикальная составляющая с расстоянием затухает намного быстрее горизонтальной составляющей. В связи с этим записи от удаленных землетрясений, как правило, характеризуются относительно слабой вертикальной составляющей. После затухания указанных колебаний на вертикальной составляющей можно наблюдать длин-нопериодный импульс (соб. 41, 42 на рис. 2). Достаточно значимой являлась и горизонтальная составляющая импульса (Е^).

Максимальная продолжительность процесса схода ледника Колка, которую контролировали станции ГФЦЭД (ЦГИ ВНЦ РАН и РСО-А), охватывает 7 мин 40 с и, несомненно, включает основную часть процесса схода по его амплитудному вкладу (соб. 5, 8, рис. 2).

Особый интерес представляет собой детальный анализ сейсмической записи станции Фи-агдон [Заалишвили, Мельков, 2008а]. Во-первых, это обуславливается близостью ее к району схода (16 км), и, кроме того, расстояние от трассы движения ледово-каменной массы до данной станции остается практически постоянным, что позволяет непосредственно по записям надежно оценивать амплитуды и спектральный состав колебаний грунта, возбуждаемых при движении ледника.

Предшествующие за сутки события

вертикальной направленности

/7о

Включение станций Центра соб. 1

соб. з^ту соб. 3

Направление движения -записи ^

----------NS

_—--------

19.09.02 17ь21ш258 Ъ

NS

-------Е^'

21ь32ш368 Ъ

NS

20.09.02 Ч3ь46ш468 Ъ

15ь09ш178 Ъ

NS

16 Т16ь00ш

Выключение ^^ станций Центра г соб. 2

Ъ

115ь59ш 20.09.02

\ер

NS

Рис. 1. Записи предшествующих событий (время начала событий указано в абсолютных значениях с учетом поправки).

16ь05ш

16ь04ш

16ь03ш

... NS

"соб. 5

Включение станций Центра 1бЬ08ш

16ь07ш

16ь06ш

соб. 42

16ь13'

соб. 41

Горизонтальные колебания 16ь11ш

16ь10ш

¿ЩЦН!^

соб. 6

Удар о "Кармадонские Ворота" Выктютение Удар в рай°н соб. 7 16ь16ш ___— - 1645? ледника Майли 16ь14ш

со6. , станций ±беи-?ра ледника Майли 16"

соб. 8

16ь21п

16ь20ш

соб. 9

16ь19ш

16ь18ш

Ъ

Рис. 2. Процесс схода ледника Колка 20 сентября 2002 г.

Рис. 3. Трасса движения ледово-каменной массы.

1.1. Модель схода ледника. Скорости и ускорения движения ледово-каменного потока

Важнейшей задачей для понимания физической сути того или иного процесса является необходимость создания его динамической модели [Заалишвили, Еналдиев, 2003]. Полноценность и обоснованность той или иной модели, в свою очередь, напрямую зависит от надежности и обоснованности исходных э

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.

Показать целиком