ВВС: Хорватские деревни превратились в «швейцарский сыр»

Это случилось неожиданно.

Когда у тебя в огороде внезапно появляется глубокая дыра диаметром 30 метров, и еще около 100 таких же по всей деревне, поневоле испугаешься: насколько вообще безопасно жить в местности, поверхность которой напоминает швейцарский сыр? На этот вопрос попытались ответить ученые, сообщает ВВС.

Успокаивают ли их ответы жителей двух сел в центральной Хорватии?

Это случилось неожиданно. В просторном саду Николы Бороевича, как раз на том месте, где он посадил картошку, теперь - громадная яма шириной 30 и глубиной 15 метров.

"Моя жена все утро была дома и время от времени поглядывала в окошко, - рассказывает Бороевич. - Примерно в 2 часа дня она заметила в саду что-то странное. Мы вышли из дома и увидели эту здоровенную яму".

Вскоре она наполнилась водой. Таких ям по всей деревне образовалось много. Очень много.

Всего за каких-то несколько недель десятки подобных дыр в земле появились в двух селах, Меченчани и Боройовичи недалеко от города Петринья (в 40 км от столицы страны Загреба).

Провал в огороде Бороевича образовался 5 января, спустя шесть дней после землетрясения магнитудой 6,4. За четыре последних десятилетия это было самое сильное землетрясение в Хорватии, его жертвами стали семь человек, тысячи домов были разрушены.

Известно, что оползни и провалы часто следуют за землетрясениями - как и такой странный геологический феномен, как разжижение грунтов, частичная потеря их прочности, когда твердая поверхность земли вдруг начинает себя вести как жидкость. Однако само количество карстовых воронок, очень быстро образовавшихся в округе двух сел, сильно удивило и озадачило специалистов.

Спустя месяц после землетрясения там насчитали уже почти сотню устрашающих дыр в земле на площади более 10 кв. км, причем каждую неделю появлялась новая дыра.

Дыра на заднем дворе у Бороевича - самая большая в округе. Когда она только образовалась, ее ширина была 10 метров, но она почти сразу начала расти.

Спустя еще три месяца провал увеличился в три раза.

Бороевичам еще повезло. Некоторые другие провалы возникли чуть ли не перед входной дверью у жителей деревни, а одна - прямо под домом, из-за чего местные власти хотели даже эвакуировать оба села.

Большие и глубокие дыры в земле появились и на сельскохозяйственных угодьях, и в окрестных лесах. По местным слухам, на одном из полей зловещая дыра чуть не проглотила трактор вместе с фермером.

Фото: Getty Images

Необычно большое количество карстовых воронок в ограниченной по площади местности привлекло внимание не только местных, но и зарубежных экспертов-геологов, которым захотелось понять, каким образом землетрясение могло спровоцировать такие провалы почвы.

"Никто не ожидал появления такого количества провалов", - говорит загребский сейсмолог Йосип Стипчевич.

Хорватия расположена в сейсмически активном регионе, где небольшая Адриатическая платформа сталкивается с Евразийской тектонической, что становится причиной активных разломов, объясняет Стипчевич.

Еще до землетрясения 29 декабря 2020 года страна перенесла в начале двадцатого столетия девять других магнитудой более 6.

Последним большим землетрясением было Покупское (1909 год) на месте того же разлома Покупско-Петринья, где произошло недавнее землетрясение, после которого две деревни оказались испещрены множественными провалами.

Покупское землетрясение 1909 года привлекло внимание многих видных сейсмологов того времени, среди которых был знаменитый хорватский геофизик Андрия Мохоровичич, пришедший к заключению, что скорость сейсмических волн на разных глубинах различна.

Мохоровичич установил существование поверхности раздела между земной корой и мантией Земли, получившей название поверхность Мохоровичича.

Сегодня исследователи надеются понять, каким образом землетрясение привело к появлению такого большого количества провалов в земле за столь короткое время.

Дело в том, что карстовые воронки не считаются распространенным последствием сейсмических толчков, но такое всё же случается - особенно в регионах со скрытыми подземными полостями.

Например, после разрушительного землетрясения в итальянском городе Л'Акуила в 2009 году на дорогах в старой части города возникли два провала.

В то время специалисты подозревали, что причиной этого стали работы по разработке вертикальных траншей при прокладке канализации - они ослабили конгломератную крышу подземной пещеры, что и привело к провалам.

Но то, что отличает произошедшее в Хорватии от других подобных случаев, - это, конечно, неожиданно большое количество провалов, подчеркивает итальянский геолог Антонио Санто из неаполитанского Университета имени Фридриха II.

Фото: Getty Images

Глубокие и широкие ямы, угрожающие двум хорватским селам, называют скрытыми провальными воронками. Такие обычно возникают там, где в подземной породе вода образовала пустоты и пещеры, которые покрывает толстый слой почвы, песка (или наносных образований) и, что очень важно, глины.

С течением времени вода постепенно размывает материал поверхности, начиная с более глубоких слоев, и образует полости.

Если бы это была исключительно песчаная почва, то признаки таких процессов были бы рано или поздно замечены. Однако присутствие глины делает материал поверхности более прочным, поэтому через некоторое время под землей образуется полость, и этого никак не заметить. Как только верхний слой поверхности становится структурно слабее, земля проваливается в уже существующую полость.

Обычно такой процесс длится довольно долго, но его могут ускорить сильные дожди, наводнения или даже такие виды человеческой деятельности, как добыча полезных ископаемых или слишком активное выкачивание грунтовых вод.

Проанализировав данные, собранные в районе сел Меченчани и Боройовичи, хорватские геологи пришли к выводу, что странные дыры в земле образовались в результате сложной комбинации из нескольких разных факторов.

Во-первых, подземные известняковые образования с пещерами, которыми так славится прибрежная часть Хорватии (Динариды), тянутся и вглубь страны, вплоть до центральных районов.

Карст (тип земной поверхности, созданный известковыми растворами, с поверхностными пустотами и разветвленной подземной дренажной системой), который ученые нашли здесь, моложе, чем на побережье, еще более пористый и полый, отмечает гидрогеолог Йосип Терзич: "Такой карст встречается только в нескольких маленьких зонах - здесь и недалеко от Загреба".

Когда примерно 11 млн лет назад из-за сдвига больших участков суши Паннонский бассейн оказался оторван от Средиземного моря, он превратился в огромное озеро. Реки постепенно наполняли его илистыми отложениями, песком и галечником, сформировав нынешние низменности.

Вследствие этого под селами Меченчани и Боройовичи примерно 10-15 метров земли, камней и глины лежат сверху пористой породы.

Опасность этого было трудно заметить. Карстовые воронки появлялись здесь и раньше, но, как говорят местные жители, очень редко и в очень небольшом количестве.

"Очевидно, землетрясения ускорили ряд уже происходящих процессов", - говорит Терзич.

На самом деле первая обнаруженная воронка появилась уже после первого толчка магнитудой 5, за день до более сильного землетрясения, которое привело к сдвигу поверхности более чем на 30 см, нарушив и без того шаткий баланс.

Фото: Antonio Šebalj

Коллега Терзича Бруно Томленович, геофизик из Загребского университета, считает, что землетрясения нарушили движение подземных вод, направив его вверх к поверхности земли, из зон с высоким давлением в зоны с низким, что, как объясняет Томленович, и ускорило обрушение поверхности.

По его словам, есть также вероятность того, что несколько провалов спровоцировали дополнительные изменения в подземной гидродинамике, при которых вода стала искать новые проходы, что, вероятно, стало причиной новых провалов.

Свою роль могло сыграть и необычно большое количество толчков в одно и то же время, отмечает Джордж Вени, директор Национального исследовательского института пещер и карста в американском штате Нью-Мексико, где также существует проблема карстовых воронок. Деятельность человека увеличивает частоту образования таких провалов, предупреждает Вени.

В одном из недавних отчетов ученые Загребского университета предупреждали, что системы ирригации, действующие в районе сел Меченчани и Боройовичи, вероятно, ускорили процесс карстообразования.

"Ситуацию в Хорватии можно рассматривать как предупреждение для всех стран, где часты землетрясения, и почва склонна к образованию провалов", - подчеркивает Вени.

Но прогнозировать, где именно могут появиться такие провалы, очень непросто, отмечает геолог Марио Паризе, специалист по рискам карста из Университета имени Альдо Моро в Бари (Италия).

"Пока мы можем лишь полагаться на исторические сведения и документы, если хотим узнать, какие районы наиболее подвержены подобным процессам", - говорит он.

И хотя в последнее десятилетие было предложено несколько компьютерных моделей, имитирующих развитие карстовых воронок, "разработка системы предупреждения нуждается в еще очень большой работе", добавляет Паризе.

С точки зрения Томленовича, один из уроков хорватских провалов состоит в том, что необходимо более активно вести сейсмическое микрозонирование, чтобы определить зоны в населенных районах, наиболее уязвимые для опасных последствий землетрясений.

Он и его коллеги пытаются это сделать, применяя в районе сел Меченчани и Боройовичи так называемую электроразведку (электрометрию) и метод сейсмической рефракции. Они надеются выявить те участки, где нет опасности образования провалов, и те, где такая опасность существует.

Фото: Getty Images

А пока ученые надеются на лучшее, местных жителей волнует опасность возникновения новых огромных дыр рядом с их домами. И, как говорит Стипчевич, эти страхи не беспочвенны: изменения уровня грунтовой воды в течение года вместе с возможными повторными толчками могут привести к образованию новых провалов.

А что делать с имеющимися - например, с ямой в саду Бороевича, которая заполнилась водой и уже стала своего рода туристической достопримечательностью?

Спустя полгода после землетрясения решено вскоре начать устранять эти провалы. Но как?

"Это сложная штука, - говорит геотехник Давор Любчич, координирующий работу геотехнической группы кризисного отдела гражданской обороны. - Совсем рядом с этими двумя деревнями - коммунальный источник водоснабжения Пашино Врело, ну и масса частных колодцев. Так что вы должны с особой осторожностью выбирать материалы для заполнения карстовых воронок".

Использование цемента или другого неподходящего материала может привести к загрязнению местных источников питьевой воды, поэтому инженеры надеются заполнить провалы большими булыжниками, а потом добавить в оставшееся пространство более мелкие камни и гравий.

Сделать это выйдет недешево. Например, устранение ямы в саду Николы Бороевича может обойтись примерно в 200 тысяч евро.

"Я бы лучше сделал здесь пруд и разводил рыбу", - шутит по этому поводу Бороевич.