Когда в двадцатых годах в Хибинах были открыты залежи апатита, никто и не подозревал, что людям, которые будут осваивать этот край, придется столкнуться с грозным явлением природы — снежными лавинами. Правда, небольшие снежные обвалы с гор происходили уже в первые годы строительства Кировска, но они не вызывали особой тревоги.
Но вот в ночь на 5 декабря 1935 года с горы Юкспор сошла первая большая лавина. Она сбила проходивший в это время под склоном горы паровоз с составом апатитовой руды. Вскоре после этого вторая лавина разрушила полотно дороги. Затем со склона Юкспора в сторону рудничного поселка сошла еще одна лавина. Она разрушила два щитовых дома и сильно повредила третий. Погибло восемьдесят восемь человек.
Эти трагические события заставили обратить на лавины самое серьезное внимание, и в 1936 году в тресте «Апатит» была организована специальная снежно-метеорологическая служба. Перед нею была поставлена задача: не допустить несчастных случаев и аварий от лавин.
Но выполнить эту задачу без изучения природы лавин оказалось невозможно, и чисто оперативная снежная служба в какой-то мере превратилась в научно-исследовательскую организацию. Работники этой службы — она называется теперь цехом противолавинной защиты — опубликовали много научных работ, посвященных исследованиям снега, и накопили большой практический опыт борьбы с лавинами — одним из грозных явлений природы.
Как же образуются лавины?
Прежде чем говорить о них, надо познакомиться со снегом.
На горах Кольского полуострова снег держится долго: в долинах с конца октября до мая, а порой до середины июня, на вершинах Хибин с сентября до конца июня — середины июля.
Снег бывает разный. Вот падают снежинки — мелкие ледяные кристаллы в виде шестилучевых звездочек. Нежным пухом покрывают они землю. Это свежевыпавший снег.
Но снежинки не могут долго сохранять свою форму.
Каждая из них постепенно округляется в небольшое зернышко, и свежевыпавший снег превращается в мелкозернистый.
На этом процесс изменения снега не останавливается. Мелкие зернышки становятся все крупнее, и снег сначала делается среднезернистым, а потом крупнозернистым.
Снег плохо проводит тепло. Это доказано многочисленными опытами и практикой. Снежный покрой прекрасно защищает посевы, так как, ложась осенью на сравнительно теплую землю, не дает ей охлаждаться. Даже в самые сильные морозы температура нижних слоев снега у поверхности почвы всегда выше температуры его верхних слоев.
Снег способен испаряться при низких температурах, поэтому воздух, заполняющий пространство между частицами снега, всегда насыщен водяным паром. В нижней части снежного покрова, где температура выше, происходит процесс сублимации и образуется особый вид снега, называемый глубинным инеем или глубинной изморозью. Он имеет форму пирамидальных полых кристаллов, так слабо связанных между собой, что в рыхлый слой глубинной изморози дюралюминиевая лыжная палка свободно уходит под тяжестью собственного веса. Глубинной изморози из-за рыхлости и сыпучести присвоено широко распространенное в Западной Европе название снега-плывуна.
Все эти изменения снега происходят без участия жидкой воды. Пар непосредственно переходит в лед, а лед — в пар. Но когда при повышении температуры воздуха кристаллики снега обтаивают, то образуется водяная пленка, обволакивающая кристаллы. Замерзая снова, кристаллики снега приобретают вид других зернышек, и появляется новый снег — фирн.
Есть и еще один вид снега. Во время метели по воздуху переносятся мириады частиц снега. Они сталкиваются друг с другом трутся, ломаются и измельчаются. Образуется так называемый метелевый снег, состоящий из слежавшихся мелких обломков снежных кристаллов.
Снег можно с полным правом рассматривать как осадочную горную породу, состоящую из зерен одного минерала — твердой воды. И его можно исследовать так же, как любую горную породу: с точки зрения возраста, структуры происхождения, а также определять плотность, влажность, сопротивление сжатию, разрыву, сдвигу и т. д.
Исследуя снег, можно установить, насколько прочно будет лежать он на том или ином склоне, не сорвется ли вниз лавиной.
Итак, лавины. Что же это такое? Профессор Г. К. Тушинский дает такое определение. Лавина — это массы снега, соскальзывающие с наклонной подстилающей поверхности. Иногда лавины называют снежными обвалами. Это грозное явление природы способно вызвать катастрофы, нанести серьезный ущерб людям, хозяйству.
До начала освоения Хибин населения в этом районе почти не было. Кочевники-саами, хотя и мало страдали от лавин, но, тем не менее, хорошо знали, насколько опасны снежные обвалы. Надо заметить, что большое количество человеческих жертв от лавин в густонаселенных горных районах объясняется тем, что даже опытные люди часто недооценивают опасность, которую таит в себе снег. А это грозный враг. Не случайно австрийский исследователь Матиас Здарский писал: «Невинный на вид белый снег — не волк в овечьей шкуре, а тигр в шкуре ягненка».
Опасна не только лавина, но и вызываемая ею воздушная волна, далеко опережающая движущийся снег. Эта волна, обладая огромной ударной силой, валит деревья, разрушает дома.
Почти все исследователи в нашей стране и за рубежом делят лавины на сухие и мокрые в зависимости от состояния сходящего снега. Второй признак, по которому различаются лавины, — это рельеф их пути. Если склон ровный, без борозд, углублений, то лавина, сходящая с него, называется осовом или снежным оползнем. Лавины, идущие по ложбинам или по руслам, промытым речками или ручьями, называются лотковыми. Иногда русло не доходит до подножия склона, а кончается обрывом. Лавина, сползающая по такому руслу, в конце движения отрывается от земли и как бы прыгает с обрыва. Такая лавина носит название прыгающей.
Работники цеха противолавинной защиты научились разделять лавины по их происхождению, по причинам, заставляющим снег соскальзывать со склона.
Свежий снег ложится на поверхность земли или выпавшего раньше снега. Если эта поверхность имеет большой наклон, то упавшие снежинки все же не будут скатываться вниз, а останутся на месте, удерживаемые силами трения и сцепления. Снег попросту примерзает к подстилающей поверхности и чем дольше лежит, тем больше успевает примерзнуть. Из законов физики известно, что вес любого тела, лежащего на наклонной поверхности, разлагается на две составляющие силы: одна из них направлена перпендикулярно и представляет собой силу давления этого тела на поверхность, а вторая направлена параллельно наклону и стремится сдвинуть тело вниз.
Снег будет лежать на горном склоне до тех пор, пока сила, стремящаяся сдвинуть его вниз, не превысит сил сопротивления. Иначе говоря, лавина сойдет тогда, когда склон окажется перегруженным снегом.
В течение зимы на склонах отлагаются все новые и новые массы снега. Вес его растет. Растут и силы, давящие вниз. Происходит обвал. Лавина возникает и при уменьшении сил сцепления, препятствующих соскальзыванию снега со склона.
При обильных снегопадах, когда в течение короткого времени на склон ложится большое количество не успевающего смерзаться снега, с гор сходят лавины рыхлого пушистого снега. В Западной Европе такой снег называют «диким». Лавины этого типа очень опасны для попадающих в них людей, так как снежная пыль может забить рот, нос и задушить человека. На Кольском полуострове лавины из свежевыпавшего снега бывают довольно редко, отдавая пальму первенства своим собратьям — метелевым лавинам.
Образуются такие лавины не за счет выпадения нового снега, а главным образом за счет наносов, созданных ветром. Такой снег довольно плотен. Один кубический метр его весит 300—400 килограммов. Метелевые лавины могут иметь очень большие объемы и колоссальную ударную силу. В Хибинах объем лавин этого типа достигает 100—200 тысяч кубических метров.
Лавины, о которых мы рассказали, обычно сходят при снегопадах или метелях, то есть в «плохую погоду». Но вот погода хорошая: ясно, морозно. Солнце в начале января не поднимается над горизонтом и, конечно, не может растопить снег. Лавины никто не ждет. И вдруг, без всякой видимой причины, снежное поле приходит в движение и обрушивается вниз. Что же произошло? Выясняется следующее: при сильном морозе увеличилась разница температур между нижними и верхними слоями снега, усилился поток поднимающегося вверх пара. Внизу образовался рыхлый, неустойчивый слой, силы сцепления уже не могут удержать лежащий выше снег. Такая лавина, образовавшаяся в результате перекристаллизации снега, сошла 22 декабря 1936 года с горы Айкуайвенчорр. Объем ее достигал почти 250 тысяч кубометров.
Лавина может образоваться и при резком изменении температуры. Если в холодный стакан влить кипяток или, наоборот, в горячий стакан — холодную воду, то стакан может лопнуть, потому что стекло не выдерживает резкого и неравномерного расширения или сокращения поверхности. То же происходит со снегом. Прочность снежного покрова резко уменьшается, и вниз обрушивается лавина.
Все перечисленные типы лавин относятся к классу сухих лавин, называемых так потому, что в их образовании не принимает участия жидкая вода.
Мокрые лавины сходят при таянии снега. Они также бывают нескольких типов.
Весной в ясную погоду солнечные лучи проникают в снег и растапливают его, даже если температура воздуха ниже нуля. Особенно сильно тает снег там, где толщина его слоя невелика, а под ним залегают темные скальные породы, которые поглощают энергию лучей и нагреваются. Снег подтаивает снизу и по этому, ставшему жидким, слою, как по маслу, сходят лавины. Так как образование таких лавин происходит под воздействием солнечных лучей, то и лавины этого типа носят имя инсоляционных. Они относительно невелики, но их мощь вполне достаточна, чтобы засыпать целую группу людей, повредить транспорт.
При высоких температурах воздуха талые воды просачиваются вниз до почвы склона. Нижний слой снега размывается и становится неустойчивым. Лавины, сходящие при этом, называются лавинами высоких температур. Объем таких лавин может достигать многих тысяч кубических метров и соответственно большой ударной силы.
Между отдельными типами лавин нет резких границ. Существуют переходные, промежуточные типы. Так, при высоких температурах воздуха и солнечном сиянии сходят так называемые смешанные лавины, вызванные обеими причинами одновременно.
Начало движения лавин имеет различный характер. Снег может сдвинуться в одной точке или сразу по фронту. При точечном отрыве лавина, двигаясь вниз, захватывает все новые и новые массы снега, фронт ее постепенно расширяется. Область движения такой лавины имеет каплеобразную форму.
Такие случаи отрыва часто наблюдаются в горах Западной Европы. В Хибинах же гораздо чаще встречается отрыв по линии, характерный для сухих лавин. Снег приходит в движение сразу на довольно значительном пространстве.
Сухая лавина имеет вид движущегося облака снежной пыли. В нижней, невидимой наблюдателю части этого облака, перекатываются, сталкиваются между собой, подпрыгивают комья плотного снега, которые и представляют собой главную ударную силу лавины.
Высота фронта этой плотной части лавины еще не изучена и является одним из многочисленных пробелов в области лавиноведения.
В конце пути лавина замедляет движение. Наиболее сильное торможение испытывает ее передняя часть, на которую напирает скользящий сзади снег. Тело лавины уплотняется. Этот момент наиболее опасен для людей, попавших в лавину. Судя по рассказам тех, кто побывал в лавине, давление на человека становится в это время огромным. Многие из попавших в лавину гибнут именно при ее торможении.
Отложения лавины представляют собой комковатый снег. В мокрой лавине эти комья округлые, а в сухой — угловатые. Лавинный снег гораздо плотнее обычного, лежащего вокруг, и по нему можно свободно ходить без лыж. По плотности снега легко находить границу лавинных отложений, особенно, если она припорошена свежим снегом.
О скорости движения лавин пока мало что известно. На основании немногочисленных опытов и теоретических формул, предложенных для вычисления скорости, можно предположить, что в нижней части склона, где скорость лавин наибольшая, она достигает 100—200 километров в час, следовательно, даже очень хороший лыжник может уйти не от каждой лавины.
Заранее рассчитать изменение скорости лавины на ее пути пока мы не можем, а значит с достаточной уверенностью нельзя определить и место, где лавина остановится.
Защита от лавин
Казалось бы, что самый простой способ защиты от лавин — это не появляться там, где они бывают. Но этот способ далеко не всегда надежен из-за того, что не так просто определить, какие же места считать опасными, а какие — нет. На первый взгляд считать опасными надо те места, до которых прежде уже доходили лавины. Но где гарантии, что лавина не пройдет дальше?
Конечно, наблюдать за лавинами и отмечать места, до которых они доходят, дело очень важное, но определять только на этом основании границы лавиноопасных зон рискованно.
Мы уже говорили о том, что существуют формулы для расчета движения лавин. Но и они не дают достаточно точного результата. На практике лавины то переходят границу опасной зоны, то далеко не доходят до нее.
Есть еще один способ определения дальности выброса лавин — по летним наблюдениям.
В лавинном снегу встречаются обломки камней, куски почвы, песчинки. Содержатся эти примеси обычно в небольших количествах и в свежем лавинном снегу заметить их трудно.
Но когда лавинный снег тает, то все каменные обломки, песчинки, частицы веток и травы медленно опускаются на землю и образуют специфические отложения — обычно их так и называют лавинными. Состоят они из неокатанных, лежащих в беспорядке обломков камня, нередко занимающих очень неустойчивое положение. Лавинные отложения образуют определенные формы рельефа, по которым можно судить о силе и дальности действия лавин.
Если лавина проходит через лес, она ломает деревья. Но если ель и сосна от лавин обычно погибают, то береза, надламываясь, все-таки выживает. Поэтому в лесу, где когда-то прошла лавина, мы находим искривленные, поломанные березы.
Лавинный снег тает долго, поэтому растения, которые оказались под ним, выходят на поверхность значительно позже. Летом или осенью, когда вокруг уже нет никакого снега, можно обнаружить цветы, у которых распускаются бутоны, тогда как совсем рядом такие растения давно отцвели. Это запаздывание развития растений — верный признак того, что здесь снег залежался, а значит, здесь сошла лавина.
По всем этим приметам можно установить, до каких мест доходили лавины, но опять-таки без достаточной точности. Ведь лавина в последний раз могла достигнуть того или иного места четыреста-пятьсот лет назад, а за такой срок вряд ли сохранятся следы в растительности.
Отложения давних лавин могут быть скрыты другими, более поздними слоями грунта.
Во многих случаях людям все же приходится не только бывать, но даже работать в лавиноопасных местах. Так, например, в Хибинах в таких опасных зонах, находятся ряд дорог, рудники и другие сооружения. Летом лавин не бывает, и люди работают спокойно. Зимой специалисты могут предугадать, в какой день возможен сход лавины. В этих случаях людей и машины из опасных мест выводят.
Как же, по каким признакам можно предугадать снежный обвал?
В условиях Хибин большинство лавин сходит во время метелей. Поэтому при сильной или продолжительной метели цех противолавинной защиты комбината «Апатит» для ряда опасных районов объявляет обвальную опасность. Замечено, что лавины чаще всего сходят со склонов, направленных в ту сторону, куда дует ветер или со склонов, вдоль которых идет ветровой поток. В воронках скапливается много снега и создается перегрузка. Это обстоятельство и учитывается в прогнозах специалистов.
Лавины могут сходить и отри тихой погоде. В этом случае причиной лавины является образование рыхлого, неустойчивого слоя в толще снега. Чтобы такие лавины не застали людей врасплох, за снегом ведутся постоянные наблюдения. В снегу вырывается шурф, определяется плотность для каждого слоя снега, его прочность, измеряется сила сцепления между слоями. Если выясняется, что в каком-то месте силы, удерживающие снег на склоне, малы, то объявляется обвальная опасность.
Хуже всего обстоит дело с предсказанием мокрых лавин.
Допустим, что во время метели была объявлена обвальная опасность. Метель кончилась, снега в воронках накопилось много, но лавина не сошла. Прирост массы снега прекратился и, казалось бы, опасность миновала. Но снег находится в неустойчивом состоянии и, возможно, достаточно взрыва на руднике, чтобы произошла катастрофа. Такое же положение может быть, когда ожидается сход лавины из-за перекристаллизации снега. Пока лавина не сошла, положение остается опасным. Что же делать? Остановить все работы и ждать? Здесь на помощь приходит один из активных методов борьбы с лавинами — снег, лежащий на склоне, обстреливают из миномета. Силы взрыва мины обычно бывает достаточно для того, чтобы заставить сдвинуться неустойчивый снег. А если лавина сходит, когда ее ждут, она не страшна и не причинит вреда.
Минометы стали эффективным средством борьбы с лавинами. Ведь если обстреливать склоны регулярно, то там не будет скапливаться большое количество снега, и лавины, вызванные взрывами, будут невелики по размерам. Правда, в результате обстрела лавина сходит не всегда. Иной раз даже при длительном обстреле снег не теряет своей прочности и остается на склоне. Но тем не менее и в этом случае обстрел не бесполезен. Дело в том, что высокая температура взрыва на короткое время растапливает снег и на месте взрыва мины образуется ледяное ядро, увеличивающее прочность снежного покрова. В силу этой причины в Хибинах обстреливают склоны гор и тогда, когда заведомо знают, что лавина не сойдет. Делают это для того, чтобы укрепить снежный покров и помешать ему обрушиться вниз. Снег, прошитый во многих местах минными взрывами, будет более устойчив. Таких опытов сделано пока немного, и трудно судить об этом способе борьбы с лавинами окончательно, но первые результаты дают надежду, что он себя оправдает.
Предсказание лавин и борьба с ними требуют большой и напряженной работы многих людей. А нельзя ли раз и навсегда обезопасить себя от лавин. Изменить рельеф склона, сделать его ступенчатым? Тогда ведь снег будет держаться на ступенях прочно, лавина не сойдет. А может быть, построить заборы, которые не давали бы снегу сдвинуться с места?
Все эти меры защиты были бы очень хороши, если бы у нас были надежные расчеты этих сооружений. Но пока их нет, мы рискуем попусту затратить огромные средства и не создать полной безопасности от лавин. Больше того, заграждения наг склонах могут способствовать накоплению снега для лавин небывалого объема и опасности.
Пассивные средства защиты от лавин применяются в Хибинах широко. Еще в тридцатых годах в нескольких местах были построены противолавинные дамбы и лавинорезы, предназначенные для того, чтобы раздробить лавину, затормозить ее движение. Однако строители явно недооценили своего противника, и лавины уже несколько раз беспрепятственно переходили через эти защитные сооружения. Сейчас в поселке Юкспориок построена дамба высотой в десять метров.
Однако нужно еще очень серьезно поработать, чтобы найти способ быстрого строительства надежных и дешевых противолавинных сооружений.
Мы мало знаем о том, в каких еще районах Кольского полуострова распространены лавины. Более или менее исследованными в этом отношении можно считать только Хибины. В этом горном массиве по существу нет ни одной долины, где не было бы лавин, нет ни одного сквозного маршрута, который не проходил бы по участкам, нередко простреливаемым лавинами с обоих склонов. Об этом, к сожалению, часто забывают туристы.
Ловозерские тундры меньше исследованы, но известно, что лавины там бывают часто. О существовании лавин в Чуна-тундре, Монче-тундре и других горах Кольского полуострова известно очень мало. Эти массивы имеют более пологие склоны и до последнего времени считались безопасными. Но происшедший в начале 1961 года несчастный случай с туристами заставил отказаться от этого успокоительного представления. Все горы Кольского полуострова заслуживают очень серьезного внимания исследователей лавин.
В нашей области очень развит туризм. Туристы, путешественники, краеведы должны твердо знать, что интересные, красивые горы Кольского полуострова — в то же время опасны и коварны, ибо здесь человеку на каждом шагу угрожает «тигр в шкуре ягненка» — снежная лавина.
Источник: Отв. ред. В.А. Токарев. Природа Мурманской области. Мурманское книжное издательство. Мурманск. 1964