В области молодых складчатых гор очень часто можно видеть нагромождения горных пород в долинах горных рек. Скопляясь позади таких завалов, подпруженные реки образуют горные озера.
В горах Таджикистана известно множество таких озер. По дороге вдоль течения р. Шинк, которая ведет в глубь Гиссарского хребта, путешественник семь раз должен подниматься по высоким горным тропам, чтобы обойти зеленовато-синие узкие и длинные озера, напоминающие с высоты норвежские фиорды. Того же происхождения красивейшее из озер Таджикистана Искандер-куль. Вокруг него высятся покрытые вечными снегами горные вершины, разделенные узкими долинами и ущельями, по дну которых текут бурные речки. Долины носят следы двигавшихся когда-то по ним ледников, придавших им корытообразную форму (троги) и сгладивших вместе с тем острые вершины более низких гребней. Долины сходятся со всех сторон к глубокой котловине озера с более мягкими формами рельефа в северо-восточной части. Здесь находится естественная плотина — результат огромного обвала, подпирающего воду в озере.
Котловина заполняется водами впадающих в озеро рек: Хозар-Меч, Сарытаг, Серима и др. Оно имеет форму треугольника с глубоко уходящими в горы острыми углами.
Восточный склон котловины озера Искандер-куль, образованный отрогами Гиссарского хребта, представляет крутой гребень высотой около 6000 м над уровнем его вод. Здесь осыпи и обрывы скал спускаются прямо в воду озера.
Следы древних береговых линий, свидетелей более высокого стояния воды, опоясывают котловину. Они четко выделяются благодаря кустарникам, покрывшим плоскости древних пляжей.
В озеро поступают не только воды впадающих в него рек, но и подземных источников. Избыток воды вытекает в северо-восточном углу в виде р. Искандер-дарьи, которая промыла себе путь через огромный завал. Постепенно углубляя свое русло, эта река снижала уровень озера и уменьшила таким образом его зеркало на 17 км2, о чем и говорят нам древние береговые линии.
Сохранилась даже память о стоявшем на берегу озера городе «Марах» (следы его находят сейчас близ кишлака Сарытаг), стены которого омывались водами озера там, где теперь проходит самая древняя и высокая береговая линия.
Озеро представляет собой прекрасный регулятор вод р. Искандер-дарьи. В силу значительного падения этой реки она может дать значительное количество дешевой гидроэнергии.
Не менее интересно озеро Яшиль-куль в южном Памире, упирающееся в плотину завала огромной массы горных пород, которая была переброшена на правый склон долины р. Гунт и взброшена почти до высоты перевала Буромал. Этот огромный завал запрудил впадающую в Гунт р. Аличур, воды которой образовали озеро Яшиль-куль. Оно вытянуто с востока на запад и имеет в длину около 15 км, а ширина его меняется в зависимости от ширины долины. Обвалы, служащие причиной образования таких озер, происходят вследствие сильных землетрясений, которые часты в Таджикистане.
Грандиознейший из таких обвалов — Усойский завал — послужил причиной образования замечательнейшего из озер Таджикистана — Сарезского.
Это озеро занимает значительную часть долины р. Мургаба, протекающей у подножья гор Музкольского хребта. Берега его скалисты и обрывисты, а местами даже отвесны. По крутым их склонам сползают огромные осыпи, а из глубоких щелей, веерообразно расширяясь, спускаются к поверхности воды более пологие конусы выноса, т. е. скопления приносимого дождевыми потоками щебня.
Западный конец озера упирается в огромную естественную плотину — завал, перегораживающий долину реки и двумя уступами спускающийся ко дну ее по другую сторону от озера.
Озеро вытянулось более чем на 60 км в длину, а в глубину в некоторых местах оно имеет более 500 м, т. е. вдвое глубже, чем знаменитое высокогорное озеро Памира Кара-куль, хотя по кубатуре Сарезское озеро вдвое меньше его.
Землетрясения, служащие причиной огромных завалов, очень часты в Средней Азии. В период последнего, альпийского, горообразования на территории Средней Азии и особенно Таджикистана происходили сильнейшие движения земной коры. Тогда образовалось в результате передвижения глыб, слагающих земную кору, грандиозное Памирское смятие, пересеченное множеством «швов», нарушивших целость земной коры. Хотя с тех пор прошли десятки миллионов лет, но те же силы продолжают там свою работу и теперь. В изогнутиях складок и в наше время создаются напряжения, и, когда слои горных пород уже не могут сопротивляться, глыбы снова передвигаются вдоль трещин сбросов и сдвигов.
Происходящие при этом резкие толчки мы называем землетрясениями. Их изучает сеть сейсмических станций Средней Азии, которые регистрируют ежегодно более 1000 землетрясений. Отмечая на карте точки с одинаковой силой землетрясений, мы получим кривые линии, называемые изосейстами.
Вся Средняя Азия находится в пределах изосейсты V балла — сотрясений, при которых передвигается мебель, звенят колокольчики и т. п. Наиболее подвержен землетрясениям Таджикистан. Там выделяются четыре района, где толчки бывают гораздо большей силы. Почти весь Памир к югу от р. Ванч лежит в пределах изосейсты VII балла, а участок по нижнему течению р. Мургаба — в пределах изосейсты IX балла. При толчке в IX баллов падают дымовые трубы, разрушаются здания, и в горах происходят обвалы.
Сильнейшие землетрясения происходят также в районе Кара-тага. Не такие ужасные, но очень сильные землетрясения наблюдаются в районах Куляба и Файзабада.
Наконец, длинная сейсмическая полоса проходит от Каратюбе до Джизака.
Землетрясения в Таджикистане относятся к числу таких же сильных, как, например, калифорнийское 1905 г., в Реджио (Мессина) 1911 г. и японское в Токио 1923 г.
Вызвавшее Усойский завал землетрясение произошло в ночь под 19 февраля 1911 г. Его наблюдали во многих населенных пунктах Памира — Орошоре, Барчидиве, Сагнобе и др. Пулковская обсерватория также отметила его.
Интенсивность землетрясения определялась в VIII баллов (по шкале Росси-Фореля). Удары следовали один за другим в течение нескольких минут. Наибольшее сотрясение наблюдалось в районе Орошора, где были полностью разрушены пять кишлаков, что сопровождалось гибелью многих жителей, а кишлак Усой, оказавшийся на пути завала, был похоронен вместе со всеми обитателями под свалившейся горой. Из всего населения кишлака уцелел только один человек, бывший в ту ночь далеко в горах.
По мере удаления от Орошорского района сила землетрясения уменьшалась, и в кишлаке Сарез было разрушено только два дома.
Однако в горных областях, прилегающих к долинам Гунта и Пянджа, сотрясение почвы было все-таки очень сильным.
В г. Хороге и других населенных пунктах горных областей, прилегающих к долинам Гунта и Пянджа, колебания почвы были настолько сильны, что даже среди жителей их, привычных к частым явлениям землетрясения, наблюдалась паника. Сотни людей погибли во время этого землетрясения также в Афганистане (Калан-Явуке, Кабуле, Хонабаде).
На озере Кара-куль волнением был поломан лед, и вода хлынула на низкий восточный берег, оставив полосу пусков льда шириной около полкилометра. А в долинах Кудары, Лянгара и Мургаба произошло множество обвалов.
На Памирском посту перед землетрясением слышали подземный гул, а затем последовали удары, которые продолжались в течение 2 минут. Толчки следовали один за другим и были направлены с запада на восток. Жители в испуге выскакивали наружу, и в стенах зданий утром были обнаружены трещины.
Далее на восток землетрясение ощущалось слабее и в областях, пограничных с Китаем, затухало.
Вести о последствиях землетрясения и грандиозном завале распространились не скоро, и в Хороге долгое время не знали о нем. Только после того, как один отважный таджик спустился на турсуке по р. Мургабу, стало известно о разрушениях кишлаков и человеческих жертвах. Наконец, ходоки по горам принесли известие об обвале горы Усой, похоронившей под собой целый кишлак со всем населением, но это сообщение достигло Хорога только через 2,5 месяца после землетрясения.
Долина Мургаба, находящаяся теперь под водой Сарезского озера, вероятно, навсегда скрыта от наших глаз. Однако осталось описание ее геолога Д. Л. Иванова, экспедиция которого прошла по долине Мургаба в 1883 г. Вот несколько его заметок с описанием этой части долины: «Иду левой стороной, причем впереди предстоит угроза: как раз на углу, где вчера не могли пройти, в очень узком месте реки, с левой стороны горы круты и высоки, с мелкими промоинами. Осыпь сверху крутая, вверху «яманташ», и вчера при вихрях там много падало камней. Сегодня спокойно, и мы прошли без единого щелчка. Сейчас же за поворотом по правой стороне сверху спадает овраг, вверху трещиной с каскадом, внизу по широкому крутому выносу — лента березок и тополя до Мургаба.
Внизу близ дороги плотный массивный песчаник; над ним выше, откуда падали камни, — слоистый известняк. Левые горы — размытые зубцами и гребнями, выносы большие.
Следует сказать вообще про характер долины Мургаба и про его дороги. Редко здесь выдается узкая полоска или терраска с тугаем или сазом, с ровной и плотной почвой, по которой спокойно можно ехать, не следя за дорогой и лошадью.
Тугай — пойма реки. Саз — заболоченная низина.
Большею частью дорога идет по осыпи (чаще крупной) или завалу, что крайне утомительно и опасно для лошадей. Но и это еще ничего бы, если бы не частые крутые изгибы реки, причем она бросается от берега к берегу, подмывая скалы, и дорога останавливается перед небольшим носом, опускающимся круто в реку».
Такова была картина той части ущелья, которая теперь занята верховьем Сарезского озера.
Преодолевая трудности, представляемые скалистыми мысами и осыпями, экспедиция после нескольких переходов достигла расширенной части долины ниже устья р. Кара-булак и направилась к Кара-горуму. К этой части ее пути относятся следующие заметки Д. Л. Иванова:
«Отсюда две дороги: одна по правому берегу — крайне трудная и опасная, высоким крутым косогором; другая — лучшая по левому берегу. Переправа довольно глубокая через реку шириною саж. 50. От переправы отвратительная дорожка вдоль горума у реки, но, к счастью, недолго.
Вскоре она выходит на угол поворота долины, и здесь открывается новое расширение долины. Река идет под правым берегом все время.
Горы (гребень как ножом срезан) круто от самого верха спускаются к реке, причем весь нижний склон представляет вторичный оползень размытых озерных отложений, видных карнизом вверху. Вторичные осыпные отложения, благодаря ледниковым липким глинам, расположены очень крутыми слоями и представляют пласты (щебень), легко всасывающие в себя воду, но книзу при утолщении пласта глины удерживающие воду. Это дает целый ряд ключей вдоль нижней части склонов, и этому обязаны странные картины: на крутом и голом склоне, высоко над рекой мы видим пятна кустарников или даже целый ряд березовых рощ, сохранившихся, вероятно, по своей недоступности. Над этими рощами вьется мудреная дорожка правой стороны, поднимаясь и спускаясь, перебегая карнизы и камни. Далее к концу расширения долины правые горы более размыты сверху и склоны их внизу немного положе; река бежит, извиваясь и образуя с этой стороны площадки — полуострова.
Двигаюсь в Сарезу, — наконец, последний переход. Сейчас же за двумя башенками ворот (слюдистый песчаник, слоистый) из левого прорыва вверху гребня огромный вынос или осыпь с плотным серым гранитом. На правой же стороне идут пластовые породы. На повороте реки вправо вся левая сторона буквально представляет одну сплошную отвесную стену из брекчии (она плотная, слюдяная и часто полосатая).
Брекчия — горная порода ив сцементированных между собой кусков и обломков камня.
две большие ступени (верхняя до 300 саж. от реки).
Высота этой грандиозной стены достигает саж. 200, если не более. В ней в том месте, где проходит изгиб стены, причудливый ручеек-водопад прорыл себе трещину, по которой ниспадает очень красиво огромными прыжками. Жаль, что он маловоден и потому теряется в громаде стены. Другой, соседний, пробивается из отверстия внизу.
Эта громада-стена и дала громаду-обвал, который целой горой загораживает дорогу и заставляет лезть на него по крутым ступеням между массивными валунами брекчий. Этот обвал и носит название Кара-горум. Против него на правой стороне горы скалисты и круты и по ним нет дороги».
Далее в записках Д. Л. Иванова следует описание ныне затопленного кишлака Сарез.
«Объехав целый ряд сопок, обставляющих со всех сторон селение Сарез в виде редутов, караулок и пр., поднимаюсь на последнюю гранитную грядку, в 1,5 версты от Сареза. С нее открывается чрезвычайно милый и приветливый вид на живописный кишлак. Эта местность слишком оригинальна, чтобы ее забыть, и потребует очень длинных речей, чтобы я сумел передать впечатление. Полагаясь на рисунок и карточку, я пропущу все мелочи. Упомяну лишь, что Сарез — скученный горный кишлак, домов в 25—30, мимо которого из ущелья правых гор сбегает ключ, проявляющийся лишь в конце ущелья (вверху огромный горум, под которым и просачиваются воды из ледника, едва видного вверху), как святой ключ мазара (мазар — могила) «Пир-сароб»».
Позднее, в 1900 г., на Памире производил магнитные наблюдения Б. В. Станкевич, который также прошел по ныне затопленной долине от кишлака Сарез до впадения Мургаба в р. Бартанг. В оставленных им записках есть описание и того места, где впоследствии произошел грандиозный завал.
Вот небольшой отрывок из его записок:
«Спустившись к Мургабу, мы очутились как бы на дне глубокого колодца: небольшая площадка на левом берегу Мургаба окружена с трех сторон высокими, почти отвесными утесами; на противоположном берегу высятся также отвесные утесы. Это характерное место, лежащее несколько ниже по течению Мургаба кишлачка Усоя, который мы миновали, совершив обход через перевал, таджики называют Шундеруй, что значит «здесь камни». Здесь 25 июня мы выступили из Шундеруя… Весь день шли левым берегом Мургаба… Невдалеке от Шундеруя Мургаб сдавлен вертикальными каменными стенами. Эта теснина прозывается среди таджиков Тор-Парин, что значит «узкое место»».
Впервые место завала вскоре после землетрясения было посещено начальником Памирского отряда Г. А. Шпилько. Он снарядил небольшую экспедицию по новому озеру на плоту, который был изготовлен в Хороге и доставлен вьюком и на руках через перевал Марджанай к узкой бухте озера. Там плот собрали, погрузили на него имущество экспедиции и отплыли в открытое озеро. Г. А. Шпилько производил съемку берегов, промерял глубину озера, определял количество притекающей в озеро воды. Он осмотрел также плотину завала и сделал подсчеты, чтобы определить, возможен ли прорыв плотины завала водой.
Впоследствии к Усойскому завалу не раз отправлялись экспедиции советских геологов, географов и топографов.
В 1925 г. географ Корженевский с Памирского поста в долине р. Мургаба предпринял экскурсию к Сарезскому озеру. Экспедиция прошла по долине р. Аличур, где ею была осмотрена одинокая известняковая складка Чатыр-Таш (что значит «камень-шатер»), на верхней плоской части которой были нагромождены занесенные древними ледниками обломки сланцев и гранита, достигла озера Яшиль-куль и вошла в ущелье р. Лянгар.
Поднявшись по горной тропинке на перевал Лянгар-Куталь, экспедиция стала спускаться по ущелью к берегам Сарезского озера, которое сперва имело вид широкого цирка, а далее перешло в гигантский коридор в гранитном массиве. Лошади с трудом пробирались среди нагромождений обломков скал. По дну ущелья протекала р. Ирхт-хац. Ущелье часто образовывало уступы с озерами у окончания древних ледников.
Вода Сарезского озера уже залила нижнюю часть ущелья, прорезанного рекой. По тропинке, которая лепилась на большой высоте над берегом залива, Корженевский прошел к самому озеру. Берега залива и озера были покрыты крупными осыпями, которые очень часто с шумом обваливались в воды озера. В течение 4 часов, пока он шел тропой к озеру, произошло три больших обвала.
В 1925 г. топограф В. С. Колесников подошел к берегам Сарезского озера в урочище Ирхт через перевал Лянгар. Он нашел кишлак Ирхт покинутым жителями, в полуразрушенном состоянии. Берега озера представляли почти сплошную «живую» осыпь, которая сползала в озеро с крутых откосов гор или обрушивалась в него грозными обвалами.
В бурные ночи неумолчный грохот обвалов смешивался с глухим ревом прибоя волн.
Путешествие по берегу было очень опасно, и В. С. Колесников сделал попытку проехать вдоль берегов на лодке. Однако сильный ветер, разреженный на такой высоте воздух и обвалы помешали этому плану. Тогда с величайшими трудностями В. С. Колесников и его спутники прошли по головоломной тропе вдоль юго-западного берега озера, производя с висящего высоко над озером узенького карниза топографическую съемку.
Колесников нашел, что берег озера от мыса Ирхтского залива до самого завала, сложенный глинисто-кремнистыми сланцами, быстро разрушается. Точно так же разрушаются и берега озера Шадау-куль, кроме западного, представляющего собой стойкий массив. Но в состоянии самого завала он не нашел изменений. Только на западном склоне его вырывался мощный поток просочившейся из озера воды, который прорыл себе в рыхлом материале завала глубокий овраг, врезавшийся вершиной в завал на 1,5 км. Однако, как проникает вода озера через толщу завала наружу: по мелким ли трещинам или широким ходам, ему не удалось узнать.
Изучение Усойского завала, начиная с первого осмотра его Г. А. Шпилько и кончая последними наблюдениями наших советских геологов, позволило составить ясное представление об этом явлении и его причинах.
Некоторые исследователи считали, что обрушение носило характер оползня, подобного тем, которые известны в Крыму, близ Одессы и на Волге, где подмытые подземными водами толщи грунта сползают под действием собственной тяжести вниз. А бывшее одновременно с Усойским завалом землетрясение, по их мнению, является сотрясением слоев земной коры от удара рухнувшей массы горных пород, которая, по подсчетам, весила около 10 млрд. т.
Однако большинство геологов не согласны с этим и, наоборот, считают непосредственной причиной обрушения Усойской горы сильное тектоническое землетрясение 1911 г.
Завал образовал гигантскую плотину в долине р. Мургаба высотой в разных местах от 650 до 750 м, перерезавшую ущелье поперек от одного борта до другого. По ширине в основании он занял около 5 км, покрыв под собой около 13 км2. Огромные каменные глыбы по нескольку десятков кубических метров были отброшены на расстояние 4—5 км.
Г. А. Шпилько утверждает, что обрушение имело ясный характер обвала, при котором горные породы не сползают, а разламываются на огромные глыбы и катятся вниз, хаотически нагромождаясь одна на другую. Об этом свидетельствует характер верхней части завала, где между глыбами имеются большие промежутки и пустоты. Непроницаемость же завала для воды в нижних частях его объясняется, по-видимому, уплотнением под влиянием огромного веса нагроможденной массы горных пород.
Геолог И. А. Преображенский также установил, что явление носило характер не оползня почвы или щебенки, а обрушения глыб изломанных толщ коренных горных пород, хаотически нагроможденных в долине.
Однако он допускал мысль о возможном влиянии в данном случае проникавшей по трещинам воды, которая могла подмывать толщи кремнистых сланцев и способствовать сползанию их во время землетрясения в долину. Доказательством этого он считал то обстоятельство, что целые участки поверхности горы, спустившись с большой высоты в долины, остались почти неповрежденными.
Но и И. А. Преображенский не считает возможным, чтобы оползень мог произвести землетрясение, подобное происшедшему в феврале 1911 г. на Памире, и приписывает обвал толчку от землетрясения.
Воды запруженной реки не могли просочиться сквозь массу обрушившихся горных пород и стали накопляться по одну его сторону. Образовалось высокогорное озеро, которое через 2 года достигло в длину 26 км. Поднимаясь все выше и выше, оно затопило и кишлак Сарез, жители которого были вынуждены переселиться в другое место.
Начиная с 1914 г., установилась небольшая (около 2 м3/сек) фильтрация воды через завал. Однако уровень воды в озере продолжал повышаться. Начиная с 1915 г., в течение 20 лет он поднялся на 140 м. Даже в самом низком месте плотина Усойского завала возвышается над уровнем озера еще на 50 м, но в связи с установившейся за последние годы фильтрацией уровень воды, по-видимому перестал повышаться.
К настоящему времени просачивание воды увеличилось до 50 м3/сек. Эта вода уходит по старому руслу р. Мургаба на другой стороне завала в р. Бартанг.
Созданные грозными обвалами горные озера могут служить источником для получения энергии, необходимой развивающейся промышленности молодой республики — Таджикистана. Для этого нужно использовать тот подъем воды, который произведен завалом, и, спуская ее по широким трубам вниз, превращать энергию падения воды в электрическую.
Количество энергии, которое можно получить, зависит от разности высот уровня озера и места установки турбин, а также от запаса и притока воды в озере.
На р. Зеравшан и в бассейне Фан-дарьи, при условии сооружения дополнительной плотины, возможно получение мощности около 600000 квт.
На Сарезском озере можно было бы построить гидроэлектрическую установку мощностью до 1 млн. квт.
Такую огромную мощность может дать вода Сарезского озера вследствие большой высоты его уровня. Однако в этом же заключается и большая опасность в том случае, если бы озеро прорвало плотину завала и ринулось в долину р. Бартанг: оно не только опустошило бы ее, но причинило бы большие бедствия по берегам Пянджа и верховий Аму-дарьи.
За состоянием озера и размывающей деятельностью его в районе завала установлено наблюдение.
По мнению большинства исследователей, несмотря на громадное давление воды, прорыв плотины, созданной Усойским завалом, невозможен.