ОБЖ: «Лавины + лавбез экстремала»

1.2.1.3. Пепло-грязевые сели

Лахары – пепловые грязевые сели, сходящие со склонов вулканов.

Появление лахар часто связано не только с прорывом кратерных озер, с сильным потеплением и продолжительными дождями, но и с резким подъемом температуры склонов из-за возрастания вулканической активности, которое приводит к стремительному таянию ледников.

Нагревание поверхности вулкана его глубинным теплом, сход расплавленных лавовых потоков и пирокластических лавин, а также выпадение на вулканические ледники большого количества горячего пепла и дождей приводит к стремительному расплавлению снега и льда, что является причиной быстрого накопления огромного количества воды в образовавшихся ледниковых озерах, прорыв которых приводит к образованию лахар.

Лахаровые грязевые потоки, состоящие из смеси воды, вулканического пепла, пемзы и других мелких обломков горных пород вулканического происхождения, преодолевают расстояние 50— 60 км всего за 1 – 2 часа и застают врасплох население ближайших к вулкану районов.

Примечание: 13.11.1985. Во время извержения вулкана Невадо-дель-Руис (Колумбия) пирокластические потоки привели к быстрому таянию ледника на его вершине, что создало условия для накопления огромных объемов воды, которая вскоре устремилась вниз, размывая рыхлые вулканические отложения. За короткий срок из большого количества движущейся грязи образовалось несколько лахаровых потоков, которые в итоге слились воедино и двинулись на город Армеро, стоявший на равнине на расстоянии 46 км от вершины вулкана, и практически полностью уничтожили его. В результате вулканической трагедии погибло свыше 20 000 человек.

1.2.2. Класс «Камнесодержащие лавины»

Камнесодержащие лавины образуются в результате обвалов скальных блоков и схода неустойчивых накоплений грунта.

В данной классификации выделены 3 основные типа камнесодержащих лавин:

– каменные

– грунтовые

– сели разных типов.

1.2.2.1. Каменные лавины

Каменные лавины – это потоки, состоящие из скальной горной породы, образовавшиеся в результате различных камнепадов и обвалов неустойчивых каменных блоков.

Очень крупные каменные лавины могут инициироваться не только землетрясениями, но и сильными внутренними перенапряжениями, приводящими к выбросам громадных объемов скальной горной породы, которая «выстреливается» из неустойчивого массива горы, достигая при этом большой скорости и сокрушительной силы.

За последнее столетие были неоднократно зафиксированы случаи схода крупных и гигантских каменных лавин, которые наносили большой ущерб экологии гор.

Примечание: 26.08.2006. В горах Чеченской Республики сошла каменная лавина объемом 5 000 000 м³, которая, проделав путь более 7 км, завалила дно ущелья Харгабахк слоем горной породы, который иногда достигал 15—20 м.

Каменные лавины способны наносить городам и населенным пунктам непоправимый урон:

11.09.1881. на склоне горы Миттагхорн (Швейцария) из-за неграмотной разработки карьера по добыче грифельных сланцев обрушилось около 10 000 000 м³ скальной породы, что привело к сходу гигантской каменной лавины, которая разрушила селение Эльм и погубила около 200 человек.

В некоторых случаях высоко в горах из-за обвалов скальных пород и снежно-ледовых накоплений возникают очень опасные смешанные снежно-ледово-каменные лавины.

1.2.2.2. Грунтовые лавины

Грунт – это продукт совместного действия геологического выветривания и денадудации.

Склоны гор покрыты скальными грунтами, состоящими из крупных, средних и небольших обломков горной породы, различных фракций щебня и гальки, а также мягкими грунтами, состоящими из песка, глины и различных почв, которые способны при определенных условиях сходить грунтовыми потоками или под действием землетрясений превращаться в очень крупные лавины.

В то время, когда горы трясутся в течении нескольких минут подряд, их поверхность становится природным виброгрохотом, по которому вприпрыжку, лавинным потоком миллионы кубометров грунта стремительно движутся вниз.

При падении грунтового потока с обрыва иногда под ним образуется воздушная подушка, с помощью которой движущийся грунт увеличивает скорость до 300 км/час и более. В результате вокруг лавинного тела возникает пылевое облако, впереди которого появляется сильная воздушная ударная волна.

Также «грунтовыми» называют снежно-грунтовые смешанные лавины, которые образуются весной при сходе снега /лавины полной глубины/ по мокрому грунту. Они частично увлекают его за собой к месту складирования, где с годами вырастают грунтовые валы или конусы.

1.2.2.3. Грязекаменные сели

Сель (араб. «бурный поток») – это бурный грязекаменный водоперенасыщенный поток, редко длящийся более 4—5 часов, имеющий в своем составе до 50% воды, размывающий и переносящий большие объемы скальных и мягких грунтов на скорости до 50—60 км/час.

Сели по материальному составу бывают 3 видов:

– грязевые (лахары)

– грязекаменные

– водо-каменные (они же наносоводные).

Сель может возникнуть из-за:

– резкого внезапного увеличения водопритока в руслах рек

(возникающего во время ливневых дождей, обильного таяния снега и льда, прорыва различных искусственных дамб и плотин, естественных запруд долинных и ледниковых озер, а также совместного действия различных селеобразующих факторов)

– схода сверхмокрых снежных лавин

(появляющихся в летнее время высоко в горах, обычно на следующий день после выпадения мокрого снега, который под сильным воздействием солнечных лучей быстро переходит в неустойчивое снеговодное состояние и образует кратковременные лавинные потоки, увлекающие за собой много различного грунта и перерастающие в сильно ревущие грязекаменные сели, идущие по лавинным каналам вниз, к основанию горы, а затем в долину)

– схода комплексных снежно-ледово-каменных лавин

(в основном образующихся летом-осенью во время высотных обвалов очень крупных снежно-ледовых накоплений, захватывающих во время схода много различного грунта и воды, превращаясь при этом в сверхмощный сель, проходящий по долинам рек десятки километров, разрушая все на своем пути).

Все сели представляют смертельную опасность не только для экстремалов, туристических и альпинистских лагерей, но и для городов, встречающихся на их пути.

Примечание: 31.05.1970 года с высоты 6000 м сошла гигантская снежно-ледово-каменная лавина с г. Уаскаран (6746 м) в Перу. Она на скорости более 300 км/час прошла около 16 км, набрала объем 50 млн. м³ и завалила город Юнгай 5—20 м слоем льда, грязи и камня, а также смешалась с водами реки и породила сель, который благодаря ускоренному таянию миллионов кубометров раздробленного льда продвинулся по долине реки еще на 150 км со средней скоростью 36 км/час. Во время лавинно-селевой трагедии погибло более 24000 человек и тысячи животных.

1.2.3. Класс «Ледосодержащие лавины»

Ледосодержащие лавины, – это внезапный, стремительный, минутный, равноускоренный, турбулентный процесс перемещения снега, фирна и льда по склонам гор, возвышенностей и впадин, который происходит под влиянием силы тяжести, глобального круговорота воды в природе и множества атмосферных и других лавинообразующих факторов.

Лавиноопасные ледосодержащие накопления в начале образуются из кристаллов нового рыхлого свежевыпавшего снега (звездочек, пластинок, иголочек, столбиков, крупы и т.д.), а затем под влиянием погоды преобразуются в скопления старого зернистого рыхлого и плотного пластового снега. В конечном итоге под действием процессов метаморфизма старый снег снова преобразуется в новые, более крупные и тяжелые зернистые кристаллы, из которых через несколько месяцев получается фирн он же зернистый пузырчатый лед, являющийся промежуточной стадией перехода старого зернистого снега в лед. То есть происходит эволюционный переход одной ледяной породы в другую по цепочке: новый снег – старый снег – фирн – лед. Но при этом лавиноопасность накоплений в той или иной степени сохраняется, так как ледосодержащие накопления остаются лежать на той же наклонной плоскости склона, которая является частью простейшего природного механизма схода лавин. И при этом кинетическая энергия снежной массы практически не изменяется.

В обобщенной классификации в качестве основных выделены 3 типа ледосодержащих лавин:

– ледовые

– снежные

– снежные селеподобные.

1.2.3.1. Ледовые лавины

Ледовые лавины образуются при разрушении различных ледников и состоят из обломков льда и фирна. Но чаще возникают смешанные лавинные потоки из снежно-фирно-ледовых накоплений, которые нередко называют снежно-ледовыми, так как мокрый фирн во время движения лавины от ударов часто снова превращается в зернистый снег.

Фирн – старый метаморфизованный зернистый снег, сцементированный белым пузырчатым льдом, который с годами, благодаря многочисленным циклам таяния и замерзания, превращается в беловатый фирновый с малым содержанием пузырьков воздуха, а затем в чистый голубоватый глетчерный (ледниковый) лед.

 

Время от времени в Гималаях, в Андах, на Памире, Тянь-Шане и других горных системах сходы различных ледовых и снежно-ледовых лавин уносят жизни десятков экстремалов.

Иногда сход крупных снежно-ледовых потоков происходит с захватом большого количества горной породы, которая выносится ими в зону складирования. Такие смешанные лавины называют снежно-ледово-каменными.

Что же касается очень крупных лавин, состоящих из снега, фирна, льда, скального и мягкого грунта, то самые большие из них (гигантские) входят в число особо опасных, так как могут переносить десятки и даже более сотни миллионов кубических метров лавинного материала, преодолевая расстояние более 10 – 30 км со скоростью до 300 км/час и более.

Примечание: 10.01.1962. От предвершинного снежно-ледового массива горы Уаскаран (6746 м) в Перу с высоты около 6000 м оторвался огромный блок шириной почти 1 км и толщиной более 30 м, имеющий объем около 2—3 млн. м³. Пролетев 1 км по вертикали, он упал на другой, расположенный ниже ледник и разбился на мелкие части. Полученная смесь из раздробленного льда и моренных каменных отложений стремительно понеслась вниз по ущелью, захватывая новые массы различных неустойчивых накоплений. В итоге ее объем вырос до 10 млн. м³. Спустившись с гор на высоту 4000 м, пройдя расстояние в 16 км, лавина вошла в реку, а затем превратилась в сель, которая снесла несколько мостов. По приблизительным подсчетам, под толщей лавинных отложений в городе Ранрахирка и 9 селениях погибло около 4 тысяч человек и около 10 тысяч животных.

1.2.3.2. Снежные лавины

Миф №2

«… снежные лавины сходят только зимой и весной…»

Помните! Высоко в горах снежные лавины чаще всего сходят зимой и весной, гораздо реже – летом и осенью.

Снежные лавины образуются из рыхлых, пластичных и пластовых (мягкие и твердые снежные доски), а также блочных снежных накоплений (карнизы и др. надувы).

Нижним пределом скорости для лавин условно принят 1 м/с. Считается, что если снег на склоне движется с меньшей скоростью, то это не лавина, а осов (он же снежный оползень). Следует помнить, что речь здесь идет о наибольшей скорости, так как в начальный и конечный моменты движения скорость любой лавины или осова равна нулю.

Рис. 1. Сухие лавины. Рис. 2. Лавины из пластового снега. Рис. 3. Мокрые лавины.

Сухие лавинные потоки могут достигать скорости 150—250 км/час, а облачные снего-воздушные потоки, состоящие из воздуха и очень мелкой снежной пыли (они же снежно-пылевые лавины), могут разгоняться до 300—450 км/час и образовывать снего-воздушную, а также воздушную ударную волну.

Лавины, состоящие из мокрого снега, перемещаются на много медленнее сухих снежных лавин. Их скорость обычно в пределах 10—60 км/час, но иногда она может достигать более 80 км/час.

Основное различие разных по влажности лавин заключается в том, что мокрые снежные лавины имеют один текучий снежный поток, а сухие могут иметь три потока: текучий снежный, облачный снего-воздушный и ветровой воздушный (он же воздушная ударная волна).

Большинство снежных лавин опасны, хотя они имеют относительно небольшой объем до 100—200 м³ и преодолевают расстояние всего около 200—300 м. Статистика показывает, что даже микро и мини лавинки, а также небольшие осовы (10—100 м³) смертельно опасны для жизни экстремалов.

Оказывается, всего 2—3 м³ снега достаточно для гибели человека.

Малютки, мини-малютки и микро-малютки снежные потоки сходят чаще, поэтому получается, что по общему числу пострадавших в лавинных авариях они нередко опережают гораздо более мощные лавины. См. 14.8.3.

Снежные лавины объемом 0,1—1 млн. м³ сходят редко. Еще реже возникают крупные снежные лавины 1—10 млн. м³. Они могут преодолевать путь длиной до 3—9 км, развивая скорость на отдельных участках до 250—300 км/час и более.

1.2.3.3. Снежные селеподобные лавины

Снежные мокрые лавины, имеющие в своем составе много несвязанной воды, называют сверхмокрыми, гидронапорными или снеговодными.

Весной в склоновых ложбинах, заполненных большим количеством тающего снега, при внезапном и сильном потеплении, на фоне туманов и дождей появляется очень много несвязанной воды, которая вместе со всплывшими неустойчивыми снежно-ледовыми накоплениями прорывает в небольших озерцах естественные запруды и селеподобным потоком устремляется вниз по пологим и очень пологим лавинным руслам-каналам, собирая по пути всю снего-водную жижу и частично грунт. До попадания в реки такие сверхмокрые лавины иногда набирают объем более 10000 м³ и проходят больше 5—10 км.

Снеговодные потоки с большой примесью ледяных и грунтовых обломков, имеющие в своем составе около 30—50% несвязанной воды, часто называют снежными селеподобными лавинами, так как они по своим характеристикам очень близки к наносоводным селям.

1.2.4. Смешанные лавины

К смешанным лавинам относятся лавины, образовавшиеся из различных неустойчивых накоплений, встретившихся по пути схода лавины.

В зависимости от преобладания того или иного материала в лавинных отложениях, дают названия сошедшим лавинам: снежно-грунтовые, снежно-ледовые, снежно-ледово-каменные и т. д.

1.3. ЛЕДОСОДЕРЖАЩИЕ НАКОПЛЕНИЯ И ИХ СВОЙСТВА

1.3.0. Классификация ледосодержащих накоплений

Давно известно, что лавины образуются из различных неустойчивых накоплений, которые находятся на крутых горных склонах.

Снег, фирн, лед, вода, горная порода, грунты и почвенно-растительный слой, а также продукты вулканической деятельности могут быть вовлечены в лавинный поток и перенесены в зону складирования к подножию склона.

Поэтому в первую очередь лавины классифицируются по преобладанию того или иного материала, входящего в состав лавиноопасных накоплений.

По материальному составу различают следующие основные классы лавиннопасных накоплений:

– вулканические

– каменные

– ледосодержащие.

1.3.1. Ледосодержащие лавиноопасные накопления

На горных склонах постоянно происходит последовательное преобразование ледосодержащих накоплений:

– снег (осадочные)

– фирн (метаморфические)

– лед (магматические).

Примечание: Магма от греч. μάγμα – месиво, густая мазь.

В данном случае магма является льдом – холодной «густой мазью».

Не смотря на свою относительно большую плотность, лед обладает высокой пластичностью и текучестью, что позволяет ему быть выдавленным из под толстого слоя фирна и фирнового льда в области питания ледника. А затем медленно двигаться в виде «языка» по наклонной плоскости склона.

В горах преимущественно сходят ледосодержашие лавины, они делятся на следующие типы:

– снежные

– фирновые

– ледовые.

Примечание: Снежные лавины сходят гораздо чаще чем другие ледосодержащие потоки.

1.3.1.1. Снег

Снег – это твердые осадки, состоящие из мелких кристалликов льда, которые выпадают на земную поверхность чаще всего при отрицательной температуре воздуха.

Снег в облаках образуется после слипания водяных микрокапелек с различными пылинками-затравками необходимыми для роста ледяных кристаллов во время замерзания воды. В результате появляются кристаллики льда около 0,1 мм в диаметре, которые, падая вниз, растут за счет прилипания новых молекул водяного пара (сублимация) образуя при этом пластинчатые, звездчатые, столбчатые, игольчатые и другие кристаллические формы.

Рис.1. Классификация твердых осадков.

F1. Пластинки – это плоские и тонкие шестиугольные призмы толщиной 0.1мм и максимальным размером до 4 мм.

F2. Звёздчатые дендриты – это плоские кристаллы, имеющие древовидную ветвящуюся структуру, состоящую из шести симметричных основных веток и множества ответвлений. Иногда встречаются кристаллы с 12 и 18 лучами. Их размер может достигать 0,5—10 мм в диаметре. Они тонкие, толщиной всего 0.1 мм.

F3. Столбики – сплошные или полые снежные шестигранные призматические кристаллы, которые могут также быть в виде комбинации пирамид и призм. Их максимальный размер достигает нескольких миллиметров.

F4. Иглы – тонкие цилиндрические и иглообразные кристаллы и их сростки длиной 0,2—6 мм, диаметром 0,02—0,2 мм, которые могут быть рассыпчатыми или сгруппированными в пакеты, а также соединены своими концами в ажурные конструкции.

F5. Объемные дендриты – это сросшиеся кристаллики, образующие пространственные древовидные структуры с лучами в виде листьев папоротника, в которых каждая веточка расположена в своей плоскости. Cредний диаметр кристаллов достигает нескольких миллиметров.

F6. Столбики увенчанные пластинками – столбчатые кристаллы, имеющие на своем основании шестигранные или звездчатые пластинки, расположенные в виде венца.

F7. Кристаллы неправильной формы – это атипичные кристаллические формы, изменившие свою конструкцию при попадании в зону турбулентности, где они разрушились, а потом беспорядочно срослись. Размер неправильных частиц достигает нескольких миллиметров.

F8. Снежная крупа – это снежные белые мягкие шарики или прозрачные с поверхности и белые внутри шарики диаметром 0,5—5 мм.

F9. Ледяная крупа – прозрачные ледяные шарики, иногда с незамерзшим ядром. Она же «ледяной дождь» с ледяными каплями достигающими в диаметре 1—3 мм.

F0. Град – шаровидные ледяные образования, часто имеющие на поверхности слои прозрачного льда, иногда с острыми выступами или сложной огранкой, в диаметре до 150 мм.

1.3.1.2. Новый снег

Новый снег (𝛼) – это снежные накопления, в которых сохранились первичные кристаллы-снежинки и/или их обломки..

Обычно считается, что новый снег существует около месяца. Но это утверждение чисто условное, так как во время частого чередования потеплений и похолоданий старение может произойти за несколько дней.

Например, снег, выпавший весной, может днем таять, а ночью замерзать, что быстро разрушает его первичные кристаллы-снежинки и превращает их в зерна.

Процесс старения нового снега в сильные холода сильно замедляется и может продлиться более месяца. Точкой его перехода в старый снег считается тот момент, когда маленькие обломки кристалликов и снежная пыль начинают преобразовываться в мелкозернистый снег.

Мелкозернистый снег является единственной фракцией старого зернистого снега, которая может хорошо переноситься ветром.

Виды нового сухого снега (𝛼):

– свежевыпавший рыхлый «дикий»: он же несвязанный, очень текучий, игольчатый, пластинчатый, звездчато-пластинчатый и т. д. (𝛼1)

– свежевыпавший рыхлый «пухляк»: он же несвязанный, текучий, пушистый, порошкообразный, пороховидный и т. д. (𝛼2)

– свежеперенесенный рыхлый «верховой»: он же крупнообломочный, несвязанный, перенесенный из облаков верховой метелью (𝛼3)

– оседающий пластичный: он же слабо связанный, переходящий в пласт (𝛼4)

– умерено осевший: он же пластовый мягкий, усадочные мягкие снежные доски (𝛼5)

– осевший пластовый твердый: он же хорошо связанный, усадочные твердые снежные доски (𝛼6)

– метелевый пластичный: он же слабо связанный, переходящий в пласт (𝛼7),

– метелевый пластовый мягкий: он же умеренно связанный, «мягкие ветровые снежные доски» (𝛼8)

 

– метелевый пластовый твердый: он же хорошо связанный, «твердые ветровые снежные доски» (𝛼9)

– надувной пластовый спрессованный: он же очень хорошо связанный или «надувные снежные доски» наветренного склона (𝛼10)

Помните! Накопления свежевыпавшего снега во время тихих и спокойных снегопадов могут сходить и с наветренных склонов.

– надувной блочный спрессованный: он же очень хорошо связанный или «надувные снежные карнизы» наветренного склона и т. д. (𝛼11)

1. Свежевыпавший рыхлый снег

– это накопления свежевыпавшего лавиноопасного снега, в котором снежинки слабо связаны между собой и имеют низкое сцепление с подстилающей поверхностью склона.

Свежевыпавший рыхлый снег (𝛼1), (𝛼2), (𝛼3) имеют самую низкую плотность и очень высокую текучесть. Поэтому их накопления могут сходить во время ливневого затяжного снегопада или сразу после него, образуя «лавины прямого действия».

2. Свежевыпавший оседающий снег

В течение первых 3 дней у начавшего уплотняться рыхлого снега (𝛼1), (𝛼2) и (𝛼3) происходит первая усадка, и он в это время превращается в слабосвязанные пластичные слои (𝛼4), которые через несколько дней или 1—2 недели становятся более плотными, умерено связанными пластами – «мягкими усадочными снежными досками» (𝛼5), а затем через 1—2 недели становятся более плотными (𝛼6), хорошо связанными пластами – «твердыми усадочными снежными досками».

Но данная цепочка перевоплощений снежных накоплений сильно зависит от влажности и скорости перемещения воздуха, а также его температуры. Поэтому твердые усадочные или ветровые снежные доски могут появится даже через 1 неделю после снегопада.

Примечание: Поверхность снежного покрова в горах редко надолго остается в спокойном состоянии, поэтому на ней снег то спокойно усаживается, то подвергается метелевому натиску, во время которого на усадочных снежных досках могут быстро появиться ветровые снежные пласты. И такое чередование напластований за зиму повторяется неоднократно.

3. Метелевый снег

Большая часть метелевого свежеперенесенного «верхового» снега, перелетевшего через хребет, из-за резкого расширения потока быстро теряет скорость и опускается на подветренный склон, создавая там мягкие сугробы в виде «снежных подушек» (𝛼3) совместно с ранее выпавшим в тихую погоду рыхлым снегом (𝛼1) и (𝛼2).

Накопления свежеперенесенного рыхлого крупнообломочного (𝛼3) снега могут во время метели или после нее быстро стать лавиноопасными и сойти, также как и снег (𝛼1) и (𝛼2) ранее выпавший в безветренную погоду. Но если «верховой» свежеперенесенный рыхлый снег смог удержатся на склоне, то он уплотняется и превращается в оседающий снег (𝛼4) становясь более мелким пластичным-умягченным, а затем мягким (𝛼5) и твердым пластовым (𝛼6).

Общий или низовой метелевый поток, попадая на подветренный склон создают накопления метелевого пластичного (𝛼7), метелевого пластового мягкого (𝛼8) и метелевого пластового твердого (𝛼9).

4. Надувной метелевый снег

Самым важным параметром при создании надувов является воздействие ветра на заснеженные склоны, когда часть снежных частиц на большой скорости впечатывается в наветренный склон, а другая основная часть метелевого потока выносится на подветренный склон. То есть свободные несвязанные остатки снега выдуваются. Снег становится более твердым в местах, более подверженных ветру, по сравнению с защищенными от ветра участками на подветренном склоне.

На наветренном склоне снего-воздушный поток на высокой скорости образует очень плотный и устойчивый снежный пласт (𝛼10) «спрессованную ветровую снежную доску» и «надувной снежный карниз» (𝛼11), который фактически является ее причудливым завершением

Помните! Если учитывать вероятность обвала блочных снежных карнизов (𝛼11) и схода лавин из нового рыхлого (𝛼3) или разного пластового снега (𝛼5, 𝛼6, 𝛼8, 𝛼9) можно сказать, что на подветренных склонах лучше не прокладывать маршруты и не производить спуски, так как они очень лавиноопасны.

Примечание: Пластичный снег (𝛼4) и (𝛼7) это мелкие обломки снежинок и снежная пыль, которые трудно отличить от метаморфизированного старого зернистого очень мелкого пластичного снега 𝛽1, который тоже легко переносится ветром и является основным показателем перехода нового снега в старый. Поэтому экстремалы, говоря о пластичном снеге, имеют ввиду его свойства, а не происхождение.