Провалы грунта: сможем ли мы спрогнозировать катастрофу?
Правообладатель иллюстрацииALAMY
Случается, что земля неожиданно проваливается, унося дома, людей и автомобили. Возможно, существует способ предсказать возникновение подобных провалов - но почему же некоторым людям эта идея не нравится? – задается вопросом корреспондент BBC Future.
Кошмар пришел неожиданно. Около 11-ти вечера 28 февраля 2013 года 37-летний Джефф Буш спал в своей постели в пригороде Тампы, что в американском штате Флорида, когда земля разверзлась и поглотила его. Услышав жуткий грохот, младший брат Джеффа Джереми бросился в спальню. "Все исчезло, - позже рассказал он CNN, - кровать моего брата, его шкаф, его телевизор. И сам мой брат тоже исчез". Джереми прыгнул в яму в отчаянной попытке отыскать брата. Но пол начал проваливаться дальше, в дыру посыпались новые обломки, и на выручку вовремя подоспелпомощник шерифа. Ему удалось вытащить наружу Джереми, а тело Джеффа так и не было найдено.
Джефф Буш сгинул в карстовой воронке. Подобные провалы грунта случаются регулярно по всему миру - к примеру, в конце февраля это произошло в Южной Корее, и двум пострадавшим удалось выжить - но есть районы, которые этому особенно подвержены в силу местной геологии. К ним относится и штат Флорида, где ежегодно возникают сотни новых воронок.
Должны ли мы рассматривать появление карстовых воронок как непредсказуемое природное явление, или же существует какой-то способ его прогнозировать? Возможно, в будущем многим людям удастся избежать печальной судьбы Джеффа Буша: геологи упорно работают над созданием карт особо опасных районов, а специалисты НАСА испытывают систему, которая теоретически должна распознавать места потенциального возникновения провалов. Логично было бы предположить, что такие инициативы должны встречаться местными жителями с бурным энтузиазмом, однако, как ни странно, некоторых из них не радует перспектива появления службы предсказания катастроф.
Правообладатель иллюстрации GETTYImage caption Такие провалы - для Флориды обычное дело
Клинт Кромхут, сотрудник Геологической службы Флориды в городе Таллахасси, любит говорить, что в этом штате с гарантией можно увидеть солнце, пляжи, ураганы... и карстовые воронки. "Провалы грунта - это повседневный элемент местной жизни", - замечает он.
Они образуются в местах, где грунтовые воды в течение сотен или тысяч лет подмывают растворимую водой породу, образуя пустоты под землей. Когда потолок такой замкнутой пещеры больше не может выдерживать веса грунта или строений, он проседает - или неожиданно проваливается.
Во Флориде эта опасность особенно велика, потому что штат лежит на гигантском плато известняка, сквозь который проходит водоносный горизонт. Вода постепенно размывает известняк.
Карстовые воронки - это естественный феномен, но деятельность человека может способствовать их появлению. К примеру, чрезмерно активное выкачивание подземных вод может лишить стены полости дополнительной поддержки и ускорить обрушение. Определенную роль играет и погода. При засухе уровень грунтовых вод падает, а при проливных дождях выпадают многие тонны воды, которые дают дополнительную нагрузку на своды карстовых пустот и часто приводят к многочисленным провалам.
Именно это и случилось во Флориде в июне 2012 года: тропический ураган Дебби пришел после нескольких месяцев засухи и оставил после себя сотни карстовых воронок. Ущерб был настолько серьезен, что чрезвычайные службы штата попросили Геологическую службу Флориды помочь им подготовиться к подобным сценариям в будущем.
Правообладатель иллюстрацииGETTYImage caption А вот что случилось со станцией метро в бразильском Сан-Паулу...
В результате Кромхут и его коллега Алан Бейкер в августе 2013 года получили миллион долларов на разработкукарты потенциальных карстовых провалов. Она базируется на статистической модели совокупности доказательств, в рамках которой данные об уже имеющихся провалах совмещаются с геологическими данными (толщина пласта известняка, состав наносных пород и т.д.), на основе чего рассчитывается вероятность возникновения воронки в том или ином месте. "Мы выезжаем на места для сбора информации по ряду геологических объектов, - поясняет Бейкер. - Потом мы вводим эти данные в нашу модель, достоверность которой мы проверяем путем исследования уже существующих воронок, и на выходе мы получаем научно обоснованный результат".
Осенью 2016 года, когда карта будет завершена, на ней будут разными цветами обозначены несколько категорий "провалоопасности", с точностью примерно до одного квадратного километра. Этого недостаточно для того, чтобы понять, может ли провалиться сквозь землю какое-то конкретное строение, однако карта позволит по крайней мере определить зоны риска, в которых, возможно, стоит провести более детальные геологические исследования.
"Наша главная задача - помочь департаменту чрезвычайных ситуаций подготовиться к сценарию, при котором тропический ураган оставляет после себя целую цепь воронок", - говорит Кромхут.
Но, конечно же, флоридские домовладельцы непременно захотят воспользоваться этой картой, чтобы хотя бы примерно определить, не стоят ли их жилища поверх карстовых пустот. И вот здесь начинают вырисовываться потенциальные сложности.
Правообладатель иллюстрацииAPImage caption Гигантский провал грунта в Гватемале
С одной стороны, знать о возможной проблеме - явно в интересах домовладельцев, особенно если учесть, что есть компании, которые предлагают ее решение. К примеру, фирма GeoHazards Inc. из флоридского города Гейнсвилля может заполнить карстовую полость специальным составом. "Как дантист, ставящий пломбу в зуб", - поясняет Энтони Рандаццо, один из руководителей компании и почетный профессор геологии Флоридского университета.
Но это недешевая услуга, ее стоимость может достигать десятков тысяч долларов. И даже если принять такие меры, стоимость недвижимости все равно может резко упасть. В прошлом октябре, например, в интервью газетеTampa Bay Timesдомовладелица Джинни Стивенс из флоридского города Нью-Порт-Ричи сообщила, что она проделала все необходимые работы по починке ее поврежденного в результате провала дома, однако его стоимость все равно снизилась с 350 тысяч долларов до всего лишь 125 тысяч.
Флоридские округа Паско и Хиллсборо, а также район Эрнандо, нередко называют "долиной воронок". За последние годы там существенно выросли страховые премии. Осложнил ситуацию и принятый в 2011 году на уровне штата закон, направленный на борьбу с мошенническими заявлениями на получение страховых выплат: согласно ему, страховщики больше не обязаны проводить детальных геологических исследований. Кроме того, они не обязаны ничего выплачивать до тех пор, пока ущерб не начнет выражаться в "наклоне или искривлении" несущих стен, и не появятся признаки того, что дом "скорее всего, рухнет". "На этой стадии обычно поздно что-либо делать, - комментирует Рандаццо, - потому что домовладельцу уже все равно, заплатят ему или нет. Он просто хочет остаться в живых".
Осознание того факта, что вы, возможно, поселились на месте потенциального провала, может иметь и психологические последствия. "Жизнь в одном из таких домов как правило полна стресса и беспокойства, - констатирует Рандаццо. - Вы периодически слышите треск, скрежет и скрип, порой из стен вылезают гвозди. Вы осознаете, что дом стоит непрочно, и начинаете думать, что он может провалиться".
Поэтому некоторые жители Флориды не очень рады скорому появлению карты потенциальных карстовых воронок. Рандаццо добавляет: "Если эта карта не очень точная, то многие люди будут беспокоиться понапрасну".
Сверху виднее
Возможно, больше пользы принесло бы отслеживание карстовых пустот еще в процессе их формирования. Не исключено, что у НАСА есть способ это делать - из космоса, с помощью интерференционного радиолокатора с синтезированной апертурой (ИРСА), который может отмечать мелкие сдвиги в земных породах. Уже много лет специалисты лаборатории реактивного движения в Пасадене (штат Калифорния) с помощью ИРСА следят за побережьем Луизианы, которое постепенно погружается в Мексиканский залив.
Правообладатель иллюстрацииGETTYImage caption Провал грунта в Чикаго: пострадали автомобили
Когда в местности Баю-Корн в августе 2012 года неожиданно образовалась гигантская карстовая воронка (в результате чего сотни жителей снялись с насиженных мест и переехали подальше), ученые решили проанализировать данные радиолокационных обследований этого района, сделанных до обрушения. Они заметили, что еще за месяц до возникновения провала почва горизонтально сдвинулась на 25 сантиметров по направлению к центру будущей воронки. Если следить за появлением аналогичных признаков в других районах, подверженных возникновению воронок, то возможно, удастся создать систему раннего предупреждения - чтобы местные жители имели возможность эвакуироваться до наступления катастрофы.
“Не все карстовые воронки вызывают деформацию почвы перед тем, как провалиться, так что наш метод - не панацея, - предупреждаетРон Блом, главный научный специалист лаборатории реактивного движения и один из авторов анализа обрушения в Баю-Корн. - Но, конечно, он может оказаться полезным в качестве одного из элементов системы мониторинга. Можно анализировать данные наблюдений ИРСА в районах, подверженных провалам, и если вдруг будет отмечено движение, нужно будет выехать на место и проверить, что там происходит".
Ни Блом, ни второй соавтор доклада Кэтлин Джонс, тоже работающая в лаборатории реактивного движения, не слышали о планах по внедрению подобной системы на территории США. Однако у Джонс создалось впечатление, что американские власти начинают все более серьезно относиться к проблеме карстовых воронок. По ее словам, вызвано это не тем, что провалы стали появляться чаще, а тем, что города постепенно разрастаются - поэтому новые воронки при возникновении все чаще наносят ущерб людям и их собственности.
Итак, домовладельцы в провалоопасных районах, пожалуй, имеют некоторые основания относиться с подозрением к прогнозированию карстовых воронок - хотя бы в целях сохранения собственного спокойствия и защиты вложенных в недвижимость средств. Другое дело те, кто только собирается начинать строительство. "Вот взять, к примеру, Национальный музей "Шевроле Корвет" в Кентукки [где в феврале 2014 года под землю провалились восемь редких музейных автомобилей], - замечает Блом. - Построили бы его на этом месте, если бы знали, что под ним находится большая карстовая пустота? Думаю, его создателям такая информация не помешала бы".