Глава 3. ПОЧЕМУ ЗАТОНУЛИ ГОРОДА

КОЛЕБАНИЯ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Затопление морем древних прибрежных городов — явление вовсе не первичное и может служить лишь наглядным свидетельством подвижности самого лика Земли. Ведь наша планета непрерывно изменяется, растет и стареет, расширяется и сжимается. Какова периодичность (и есть ли она) этих колебаний, сколько миллионов (тысяч?) лет проходит между периодами наибольшего подъема и опускания отдельных участков земной коры? Мы не знаем ответа на эти вопросы, так же как точно не знаем причин, приводящих к таким колебаниям поверхности нашей планеты. Мы их лишь фиксируем, когда бурим скважины, рассматриваем обнажения горных пород, исследуем поверхность и недра земного шара.

Особенно ярко проявляется динамичность поверхности Земли на границе двух ее основных частей: суши и моря. Здесь четко прослеживаются вековые и сегодняшние колебания поверхности земли и уровня моря относительно друг друга. Например, береговые геологические напластования горных пород, волноприбойные знаки, реликтовые остатки флоры и фауны отмечают границу моря в отдаленные эпохи. По этому поводу в своих «Основах геологии» хорошо сказал известный английский ученый А. Гейки: «Что для историка документы и надписи, монеты, медали и книги, то для геолога каменные породы земной коры».

Ученые используют «вечность» физических процессов, происходящих на береговой линии. Взяв разгон на морских просторах, волны методично набегают на берег, точат и крушат прибрежные скалы, превращают крупные глыбы в мелкую гальку, округляют и сглаживают каменные обломки, принесенные реками с гор. Если же берег сложен мягкими грунтами, море сметает их на своем пути и образует широкую пляжную зону, на которой постепенно гаснет энергия волны.

Результатом борьбы двух стихий являются характерные морские террасы, образующиеся почти на всем протяжении береговой линии. Проходят сотни тысяч, миллионы и сотни миллионов лет, и бывшие морские террасы оказываются” погребенными под другими геологическими слоями, которые формируются в более позднее время. Оставшиеся под землей террасы маркируют бывшую береговую полосу, показывая, где в прошлом находился уровень моря.

Однако важно не только установить, где было море, но и когда оно там было. Этому служат остатки (реликты) фауны и флоры, которые как бы консервируются в донных отложениях прошлых времен. Окаменелые ракушки-створки моллюсков, останки морских животных, рыб и другие свидетели былого легко поддаются, например, углеродному методу исследований и сообщают нам время, когда они жили, тем самым датируя и возраст пород, в которых они лежат.

Геологи обнаруживают целые системы древних морских террас. Во многих случаях они довольно четко обрисовывают древнюю береговую линию и характеризуют процесс вековых колебаний уровня моря. По названию местностей, где были найдены и исследованы террасы, именуют и наступления или отступления моря на сушу. Так, по погребенным морским террасам, найденным во Фландрии, установлена Фландрская трансгрессия (наступление) моря. О чем же рассказывают геологические пласты, каковы по величине были в прошлом колебания уровня моря (или поверхности суши)?

Наибольшую амплитуду этих колебаний ученые фиксируют при рассмотрении длительных промежутков времени. Не говоря уже о гигантских опусканиях и подъемах (на 600–700 м) уровня Мирового океана в ранние периоды кайнозойской эры (540–70 млн. лет назад), которые обычно связывают с прогибанием океанического дна в четвертичный период, начавшийся 1,5–2 млн. лет назад, колебания морского уровня достигали десятков метров. Большинство исследователей считают, что наступление моря на сушу (Фландрская трансгрессия) началось сразу после таяния ледника 16–17 тыс. лет назад и вначале составляло около 9 мм/год. Вместе с тем подвергается сомнению представление некоторых океанологов и гидрологов о высоком стоянии уровня моря 5–6 тыс. лет назад. Ряд авторов доказывают, что никаких падений уровня за последние 15 тыс. лет не происходило, а шел непрерывный его подъем, который продолжается и поныне.

И те и другие оперируют фактическими данными, полученными при изучении реликтовых морских террас, их расположения, характера более поздних геологических напластований. Однако разная интерпретация фактов и даже различная методика обработки результатов наблюдений может привести почти к противоположным выводам.

Так же как погребенные под землей древние морские пляжи, маркируют и датируют былую береговую линию развалины старинных сооружений. Затопленные прибрежные города древности служат довольно точным измерительным «прибором», который позволяет устанавливать характер колебаний уровня моря или поверхности земли в тысячелетнем и вековом разрезе. Так, с привлечением результатов подводных археологических работ в северном Причерноморье советский ученый П.В. Федоров, во многом уточняя ранее составленную схему Р. Фейрбриджа, дает схему изменения уровня Черного моря в течение последних 5 тыс. лет. Как видим из рис.33, уровень Черного моря 3,5–5 тыс. лет назад был на 2–2,5 м выше современного. Этот период называется Новочерноморской трансгрессией. Позже, около 2,5–3 тыс. лет назад, море опустилось на 2–4 м ниже современного (о чем явствуют затопленные морем нижние слои Фанагории) — Фанагорийская регрессия моря. Затем, тысячу лет назад уровень Черного моря снова поднялся, уже на 1 м выше современного (это показывают археологические исследования в Нимфее) — Нимфейская трансгрессия. Позже произошел новый спад уровня моря, в наше время идет его подъем.

Рис. 33. Колебания уровня воды в Черном море
1 — по К.К. Шилику; 2 — по С.В. Варущенко; 3 — по П.В. Федорову; А — Древнечерноморский бассейн; Б — Новая Черноморская трансгрессия; В — Фанагорийская регрессия; Г — Нимфейская трансгрессия; Д — Корсуянская регрессия
Рис.34. Развалины Херсонеса

Ленинградский ученый К.К. Шилик, продолжая указанные исследования, привлек новые данные подводной археологии и установил, что периодичность в изменениях уровня моря северного Причерноморья отчетливо запечатлена в каменных развалах древних стен не только Фанагории и Нимфея, но и Ольвии, Херсонеса и других античных городов (рис.34, 85). По результатам работ ленинградского отделения Института археологии АН СССР, киевского Института археологии АН УССР и других была составлена схема этих изменений. Аналогичные данные приводит р. В. Варущенко. Построенная им кривая колебаний уровня Черного моря близка к графику П.В. Федорова. Здесь пониженный уровень моря, так же как в работах П.В. Федорова, отнесен к Фанагорийской регрессии, а ее минимум (на 2 м ниже современного) — на период IV–II вв. до н.э. Он определен по затопленной террасе, расположенной в северо-западной части Черного моря.


Рис. 35. Херсонесские мозаики (возраст около 2000 лет)

В какой-то степени отражается имевшая место уже в историческое время трансгрессия моря и в античной мифологии. В легенде о дрейфующих скалах Симплегадах рассказывается, что они представляли собой большую опасность для мореплавателей: у ворот Понта Эвксинского о них разбивались корабли, пройти между ними было очень трудно. Так, в походе за золотым руном аргонавты с трудом проплыли в узком проливе между смыкающимися скалами, которые затем остановились и перестали сходиться. Может быть, это и есть сообщение о происшедшем в III тысячелетии до н.э. соединении Средиземного моря с Черным, которое, судя по ряду геолого-тектонических данных, произошло вследствие землетрясения, приведшего к оседанию поверхности земли в районе нынешних Босфора и Дарданелл.

Мы изучаем прошлое для того, чтобы лучше познать настоящее. Но ведь есть и обратная связь: зная закономерности современных нам природных процессов, можно установить их характер и в прошлом. Поэтому изучение былых колебаний уровня моря важно сопоставить с сегодняшними. А их мы научились фиксировать довольно точно.

Развитие геодезии и геофизики, появление точной измерительной техники позволили в последние годы провести многократные определения высот отдельных точек земной поверхности.

В рамках Международного геодезического и геофизического союза в широких масштабах выполнены единовременные и повторные геодезические и геофизические инструментальные исследования. В частности, в результате этих работ специальной международной комиссией в 1971 г. выпущена под редакцией советских специалистов карта современных вертикальных движений земной коры Восточной Европы.

Согласно этой карте, даже на территории таких наиболее устойчивых геологических структур, какими до последнего времени считались Украинский щит и Русская платформа с щитами Фенноскачдия и Украинским, земная поверхность поднимается или опускается со скоростью 3–5 мм в год. При этом, если северная часть территории поднимается (например, побережье Финляндии и Швеции — на 5 мм/год), то южная, наоборот, опускается.

Вертикальные колебания поверхности земли носят неравномерный характер даже в пределах небольших территорий. Например, побережье Северной Италии опускается с малой скоростью 10–20 мм/год, почти рядом, в дельте р. По эта величина достигает 25–30 мм/год, а вблизи Генуи снижается до 0. В небольшом удалении от этих мест, на побережье Адриатики, в Югославии, кроме понижения поверхности земли до 6 мм/год на юге от Дубровника происходит ее подъем на 2 мм/год в районе Риеки. Вековые вертикальные колебания на Пелопоннесе составляют 2 м (рис.36).

Рис. 36. Изолинии интенсивности вертикальных колебаний берегов Пелопоннеса относительно современного уровня моря (в метрах за тысячелетие) (По Н. Флеммингу)

Интересные результаты получены при изучении современных колебаний земной поверхности в северном Причерноморье. На Южном берегу Крыма разнонаправленные вертикальные колебания отмечены в районах, находящихся в самой непосредственной близости друг к другу. Так, зафиксированы одновременное поднятие главной гряды Крымских гор и опускание материковой отмели и нижней части склона. Более того, в пределах самих Крымских гор наблюдаются, кроме продольных, поперечные (по отношению к главной гряде) поднятия и опускания отдельных геологических структур. Наложение этих разнообразных движений одно на другое приводит к сложным относительным перемещениям участков земной поверхности.

Равнозначность современных вертикальных колебаний земной поверхности обнаружена почти по всей береговой линии Мирового океана. В то же время средние величины, если учитывать большое количество перемещений земной поверхности, совсем невелики. Р.К. Клиге и Г.П. Калинин в Институте водных проблем АН СССР провели исследование колебаний поверхности земного шара по данным 126 морских гидрометрических постов, расположенных равномерно по берегам Мирового океана. С помощью корреляционного анализа они выяснили, что если осреднять современные вертикальные положительные и отрицательные колебания береговой линии на больших ее участках, то их величина оказывается почти незаметной. Например, на участке осреднения 6 тыс. км скорость колебаний не превышает 0,1 мм/год.

Любое измерение предполагает, что известен «нуль отсчета», т.е. в данном случае известно от какого уровня, какой высотной отметки ведется измерение вертикальных колебаний поверхности суши или уровня моря. Так, при береговых морских гидрометрических измерениях за неподвижную точку отсчета принимают какую-либо фиксированную марку (репер), расположенную где-нибудь на возвышенности. С другой стороны, все геодезические отсчеты высоты местности ведутся относительно какого-то условного расчетного, среднего за многолетие уровня моря. Например, в СССР за исходный уровень отсчета высот принят «нуль» Кронштадского футштока, который и является расчетным среднемноголетним уровнем Балтийского моря. На географических картах так и пишется «Система отсчета высот Балтийская».

Однако как бы точно ни измеряли мы отметки земной поверхности и уровня моря, какие бы плоскости сравнения ни принимали, все эти результаты могут быть лишь относительными. Нет на Земле неподвижной точки, на которую могли бы «опереться» наши измерения, нет такого «нуля отсчета», который позволил бы определить поистине абсолютные отметки местности.

Констатация фактов — еще не объяснение их. Каковы же причины подвижности земной поверхности, почему древние города оказались на дне моря, с чем связано их затопление?

Когда нет точных знаний, ученые строят предположения, гипотезы. Что же логично предположить в данном случае? Только одно из трех: либо опускание суши, либо подъем моря, либо и то и другое.

Так, геологи предпочитают считать основной причиной опускания территории древних городов тектонические колебания поверхности Земли, связанные с глубинными процессами, происходящими в ее недрах. Гидрологи и океанологи, не отрицая в принципе роль геологических процессов, видят главную причину в эвстатических колебаниях уровня моря, т.е. в изменениях объема воды, что чаще всего оказывается связанным с климатическими факторами.

Однако и те и другие часто не придают значения более «камерным» причинам, которые носят не глобальный и даже не региональный, а местный характер. Но они не менее важны, а актуальность их превосходит все остальное. Это — инженерно-геологические процессы, которые особенно активно себя проявляют на границе суши и моря. Это в первую очередь оползневые явления, приводящие зачастую к сползанию в море больших участков прибрежной территории. Во многих случаях развалы каменных сооружений древности доказывают, что именно оползневые сдвиги привели к гибели тех или иных старинных городов или хотя бы их отдельных районов.

Как бы ни были противоположны друг другу, противоречивы и спорны те или иные гипотезы, пытающиеся объяснить причины затопления древних городов, они интересны и сами по себе. Их изучение, сбор, анализ и обобщение фактов, кроме всего прочего, связаны с разработкой методики научных исследований, что важно не только для данной конкретной проблемы, но и для всей науки о Земле.


ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ГИПОТЕЗЫ

Так ли уж много затонувших городов находят ученые? Ведь справедливости ради нужно заметить: большинство античных городов Средиземноморья благополучно стоит там же, где они были построены много веков назад. Более того, некоторые из них даже поднялись вверх, и ныне их развалины расположены на более высоких отметках, чем в старину. Примером может служить древняя Иония, находившаяся на средиземноморском побережье Малой Азии.

Редкий турист, приезжающий в Турцию, не посещает знаменитый античный город Эфес — огромный музей под открытым небом. Это был один из самых больших торговых центров эллинской эпохи.

Здесь находится один из крупнейших морских портов того времени, куда приходили корабли со всего света. В центре города располагалась торговая площадь (агора), в боковых галереях которой стояли лавки, рыбные, овощные, фруктовые ряды. Эфес имел громадный круглый амфитеатр, на 66 каменных ступенях-рядах которого умещалось 25 тыс. зрителей. Мраморные колонны возвышались вдоль улиц, соединявших портовую, торговую, жилую и культурную части города. Именно здесь находился реконструируемый ныне знаменитый храм Артемиды — седьмое чудо света, — который сжег Герострат, чтобы прославиться. Но что удивляет современных посетителей Эфеса — это вход в город, длинная «мраморная» дорога, направляющаяся в сторону Эгейского моря и упирающаяся вовсе не в море, а в холмы и зеленую низменность — в 25 км от берегового пляжа.

За последние 600–800 лет берег в этом месте поднялся, Эфесская бухта исчезла и древний морской порт оказался на суше. Почти то же произошло и с другими прибрежными древнегреческими городами, расположенными на берегу Эгейского моря. И не только в Средиземноморье. Дорога из ворот крепости Нарын-кале тоже когда-то вела к морскому порту (рис. 37).

Морские ворота Древнего Рима, порт Остия, в I в. до н.э. поражал воображение современников своими мощными сооружениями: двумя большими волноломами, длинными причалами, крупными складами, высоким 60-метровым маяком. При императоре Клавдии длина мощенных камнем пристаней достигала 2,4 км, площадь акватории, защищаемая волноломами, — 565 га. Некоторые торговые суда поднимались вверх по устью р. Тибр почти до самого центра нынешнего Рима, до знаменитой арочной «Клоаки максима» — главного городского канализационного коллектора, который действует и в наши дни. Ныне Остия далеко отстоит от моря, и о том, что она когда-то была портом, напоминают лишь развалины древних причальных сооружений. Жители же «вечного» города уже много столетий подряд добираются к морскому берегу с помощью сухопутного транспорта.

Другие же исторические памятники показывают, что в целом уровень моря вокруг Апеннинского полуострова со времен Римской империи поднялся не менее чем на 1 м, и интенсивность этого подъема особенно увеличилась в течение последнего столетия. Характерна в этом отношении, например, башня в Лацио: ныне она окружена морем, а в 1948 г. стояла на берегу моря, которое за это время продвинулось примерно на 115 м.

Основной причиной подъема территории в районе Остии и Эфеса многие ученые считают наносы реками грунта, который, откладываясь в устьях, постепенно отодвигал урез воды в сторону моря. Однако только ли реки сыграли здесь роль?

Рис. 37. Ворота крепости Нарын-кале

Не может ли территориальная неравномерность и разнонаправленность вертикальных колебаний поверхности и в данном случае свидетельствовать об их эндогенном происхождении? Не являются ли они следствием глубинных тектонических процессов, происходящих в земных недрах?

Для того чтобы понять тектонические процессы, надо хорошо знать глубинное строение Земли. Но нам почти неизвестно, какова толщина земной коры в тех или иных районах планеты, каков состав и размеры залегающей под ней мантии и многое другое. Например, в дне Тихого океана к 1975 г. было пробурено 109 глубоких скважин, на основе которых многие геологи — сторонники тектонических гипотез движения земной коры — строят свои предположения. Однако такое число точек исследования крайне мало. 109 скважин — это примерно то же, что 6–7 скважин на территории всей Европы. Именно из-за недостатка знаний действительности возникают самые разные гипотезы, часто противоречащие друг другу.

Одна из широко распространенных тектонических гипотез подвижности земной коры — гипотеза так называемого мобилизма родилась в 10-е годы XX в. под влиянием идей австрийского геофизика А. Вегенера. Изучая внимательно конфигурацию материков, он обнаружил почти полное совпадение их контуров. Более того, оказалось, что, например, сходство очертаний противолежащих берегов Африки и Южной Америки сопровождается и совпадением их геологического строения.

Английские ученые из Кембриджского университета Э. Буллард, Д. Эваретт и А. Смит подсчитали на ЭВМ, что точность примыкания африканских и южноамериканских береговых линий составляет менее одного градуса. Особенно близким совпадение континентальных контуров становится, если их принять не по береговой линии, а по 900-метровой изобате.

Такие вот удивительные совпадения и вызвали к жизни гипотезу расползания современных континентов, которые, согласно ей, образовались в мезозойскую и кайнозойскую эру из единого материка Пангеи или Мегагеи, из которых поначалу возникли Северная и Южная Америка, Евразия и Африка. В последующем Антарктида и Австралия оторвались от Африки и в промежутках между плывущими друг от друга континентами образовались океаны. По другой схеме континенты расползались по планете в результате раскола северного палеоматерика Лавразии, возникшего в середине палеозоя и распавшегося на две части: Европу с северной частью Азии и Северную Америку. Из другого расколовшегося в палеозое южного материка Гондваны образовались Южная Америка, Австралия и Антарктида, Африка и Индостан.

В 1961–1962 гг. благодаря работам геологов Г. Хесса и Р. Дитца начала развиваться идея расширения (спрединга) дна океана. Были открыты крупные разломы земной коры, опоясывающие почти всю Землю — срединно-океанические хребты и рифтовые зоны. Они, как шрамы на теле нашей планеты, никогда не заживают, от них в разные стороны плывут материки со скоростью от 1 до 10 см/год. В разлом поступает из мантии магма и, застывая, превращается в новую кору. Именно здесь больше всего проявляет себя вулканизм.

Наиболее наглядными и убедительными доказательствами долговременного дрейфа материков многие ученые считают результаты исследований, полученные палеомагнитным методом — использованием остаточного магнетизма горных пород. Этот метод основан на том, что горная порода при своем образовании навечно сохраняет в себе, как бы консервирует, свою намагниченность. Например, многие вулканические породы, кристаллизуясь в жидкой лаве, в процессе охлаждения и затвердевания прочно закрепляют в себе намагниченность. Отбирая образцы таких пород и исследуя их магнитные свойства, ученые фактически достают из земли древние компасы, которые зафиксировали былое положение силовых линий магнитного поля Земли. Эти «законсервированные» компасы позволяют определить координаты местонахождения горных пород в далеком прошлом, а точка их отбора в наше время показывает, как далеко и куда они «отплыли» за прошедший период времени. Развитие палеомагнитного метода, ориентировка реликтового магнитного поля на континентах и линейные магнитные аномалии на морском дне подтверждают образование материков из единого целого.

Рис. 38. Литосферные плиты Земли

В наше время теория спрединга стала пользоваться большой популярностью и вышла за пределы научных публикаций. Многие газеты и журналы мира вот уже с десяток лет печатают статьи о тех или иных свидетельствах дрейфа материков, о рифтовых зонах, о спорах между учеными-геологами, сторонниками гипотез мобилизма и фиксизма. А писатель-фантаст Секе Комацу даже написал роман, легший в основу известного фильма «Гибель Японии», в котором разрастание океанического дна приводит к его разлому и погружению под воду японских островов.

Гипотеза дрейфа материков, происходящего по пластичной или жидкой нижней мантии Земли, в наше время получила особенно большое развитие в новой теории глобальной тектоники плит. Под последними сторонники мобилизма понимают крупные структурные подразделения земной коры. К ним прежде всего относятся древние континентальные платформы,

крупные сегменты земной коры, направление движения которых унаследовано современными литосферными плитами.

Происходит движение этих огромных жестких плит, включающих в себя не только материки, но и части океанической базальтовой коры, как бы припаянной к материкам (рис.38). При этом помимо самих плит в движении участвует и подстилающая их верхняя мантия планеты. Образование складчатых гор объясняют столкновением плит при их встречном движении многие ученые-мобилисты. Кроме глобальных литосферных плит имеются и более мелкие, которые также перемещаются (рис.39).

Сторонники новых глобальных геологических концепций строят схемы не только движения крупных литосферных плит и расширения океанов, но и расширения самой Земли.

В пользу последней гипотезы приводят, например, данные об уменьшении силы тяжести, т.е. земного притяжения, что может свидетельствовать об уменьшении плотности, а значит, и о расширении Земли. Это связывают с падением скорости вращения нашей планеты вокруг своей оси, уменьшением вследствие этого силы земного притяжения и вытекающим отсюда ослаблением гравитационного взаимодействия между Землей и Луной и одновременным увеличением расстояния до Луны. Причиной такого процесса считают так называемое приливное трение, которое создают большие массы воды в океанах, движущиеся навстречу вращению Земли под влиянием лунного притяжения.

Рис. 39. Схематическая блоковая модель подвижки Африканской базальтовой плиты под Эгейскую

Действительно, Луна движется вокруг Земли медленнее, чем Земля вокруг своей оси. Поэтому приливная волна в океанах запаздывает и набегает на сушу. Таким образом, инерция водных океанических масс может приводить к торможению и замедлению вращения Земли.

Данные астрономии подтверждают, что Луна, хотя и на очень небольшую величину, удаляется от нашей планеты. Астроном из морской обсерватории США Т. Фландерн в течение 20 лет изучавший гравитационные силы в системе Земля — Луна, обнаруживает уменьшение ускорения свободного падения.

В качестве доказательства уменьшения периода вращения Земли приводят и некоторые палеонтологические данные. Так, изучаются годовые и суточные кольца оболочек древних кораллов, которые подобно годовым кольцам на срезе дерева удивительно точно отбивают продолжительность времени года и суток. По результатам этих исследований некоторые ученые устанавливают, что много сотен миллионов лет назад земные сутки были короче и год состоял из 400 дней.

Однако другие исследователи считают эти выводы спорными. Они приводят результаты новых палеонтологических исследований роста морских кораллов от кембрийского до среднедевонского периода, показывающие, что никаких изменений в долготе суток не произошло. А это, следовательно, доказывает и отсутствие каких-либо изменений в скорости вращения Земли. Такие соображения приводит, например, голландский палеонтолог И. Диггелен из Утрехтского университета. «Земля не замедлялась сколько-нибудь, — писал он в 1976 г. в журнале «Нэйчур» (Природа), — по крайней мере в течение последних 500 миллионов лет».

Противники мобилистской гипотезы — фиксисты — не разделяют мнения о приоритете горизонтальных движений земной коры. Они считают, что континенты зафиксированы на местах их образования и вертикальные колебания поверхности Земли вовсе не связаны с дрейфом континентов.

Подвергается, в частности, сомнению вытекающая из мобилистской концепции неизбежность сжатия чаши Тихого океана, на которую надвигались бы дрейфующие материки при расширении Атлантики. Убедительных подтверждений этого, по мнению фиксистов, не существует.

Более или менее доказательно объясняя горизонтальные движения земной коры под дном океана, мобилисты не всегда могут уложить в свою гипотезу факты тектонической активности и крупных поднятий в пределах материковых областей Земли.

Подвергаются критике и данные палеомагнитных исследований остаточного магнетизма горных пород, которые в ряде случаев, по мнению некоторых ученых, являются противоречивыми и недостаточно точными. Палеомагнитные данные даже в пределах одной Сибирской платформы, доказывающие якобы имевшее место в прошлом перемещение Северного полюса, дают огромный разброс в определении его местонахождения, который достигает 6 тыс. км. Таким образом, ошибки, которые могут быть при использовании этого метода, соизмеримы с размерами самих материков и океанов.

Против основного аргумента последователей гипотезы Вегенера о совпадении материковых границ фиксисты выставляют другие компоновки континентов, где их контуры также хорошо совпадают. Так, Е. Люстих привел целый набор таких схем, в которых, например, Австралия может быть «подогнана» к Африке в пяти различных комбинациях.

Фиксистская гипотеза основными считает вертикальные движения земной поверхности и от них уже производит горизонтальные. Геологические данные показывают, что тектонические процессы, происходящие в земной коре, неразрывно связаны с магматическими явлениями в мантии Земли. Это видно, например, из механизмов землетрясений или происхождения алмазов, которые проникают из магмы в земную кору, поднимаясь вверх по трещинам. Эти механизмы относятся в большинстве случаев как раз к континентальным зонам, где, по мнению мобилистов, эндогенные процессы не должны были бы себя проявлять с такой интенсивностью.

К сожалению, как фиксистская, так и мобилистская гипотезы занимаются, главным образом, кинематикой движений земной коры. В меньшей степени они касаются динамики сил, заставляющих двигаться континенты и опускаться берега морей, т.е. именно того, что могло бы осветить многие тайны затонувших городов. Это связано с тем, что если земную кору и небольшой слой верхней мантии Земли мы еще хоть как-то можем исследовать методами геофизики или буровыми скважинами, то глубинные зоны земного шара остаются для нас полной тайной.

Наиболее древняя и в то же время весьма современная эндогенная гипотеза — плутоническая (по имени подземного бога Плутона) — своими истоками уходит в глубокую древность. Еще Страбон в I в. н.э. предположил, что подъем отдельных участков поверхности Земли происходит под действием подземных газов, которые создают внутреннее давление. Так же М.В. Ломоносов в середине XVIII в. объяснял образование гор и материков за счет «господствующего жара в земной утробе», или «жара подземного огня». В конце XVIII в. шотландский ученый-натуралист Д. Геттон в книге «Теория земли» сформулировал основные положения образования гор в результате давления газов и вулканической лавы. В 1923 г. его соотечественник геофизик Д. Джоли предположил, что в ходе геотермальных процессов, связанных с радиоактивными циклами, выделяющаяся энергия расплавляет базальты. При этом их плотность уменьшается, и земной шар как бы «раздувается» (увеличение радиуса планеты составило почти 11 км, а ее площади — 1,7 млн. км2). Развивая эту гипотезу, Б. и Р. Виллисы в 1941 г. предположили, что радиоактивные элементы внутри Земли распределены неравномерно. Поэтому «вспучивание» земной поверхности происходит там, где они наиболее сосредоточены, — в так называемых астенолитах. На этих участках, нагреваясь и расплавляясь, базальты поднимают поверхность Земли, а остывая и сжимаясь, опускают ее.

В наше время плутоническая гипотеза получила ряд косвенных подтверждений и в нее довольно хорошо укладываются некоторые новые факты. В современной интерпретации эта гипотеза представляет вертикальные движения земной коры как результат подъема из мантии составляющих ее более легкой части. Аномально легкий материал образуется на границе земного ядра и мантии, накапливается там в астенолитах, а затем периодически всплывает и снизу давит на земную кору. Затем разуплотненная мантия растекается и под срединно-океаническими хребтами создает горизонтальные движения, раздвигающие земную кору.

История геотектоники знает и другие, механистические гипотезы образования земных поднятий. Еще в начале XX в. появилась гипотеза движения материков к экватору за счет действия центробежных сил, возникающих при вращении Земли. Например, Ли Сигуан в Китае наносил на глобус пластичный материал, который при вращении скользил и скапливался у экваториальной линии. Были попытки объяснить вертикальные движения земной коры и, в частности, складообразование замедлением вращения планеты вокруг своей оси, о чем уже говорилось. При этом кривизна поверхности Земли у полюсов должна увеличиваться, а у экватора уменьшаться. Поэтому, как предположил А. Бем, в приэкваториальной зоне образуются складчатые горы.

Для проверки справедливости гипотезы движения материков, имеющей сейчас наибольшее число сторонников, и других гипотез, конечно, логичнее всего было бы привлечь результаты астрономогеодезических измерений, проведение которых с появлением космических спутников Земли и высокочувствительных приборов становится весьма реальным. Ведутся наблюдения за изменением географических широт пяти специальных станций, расположенных в Северном полушарии на 39-й параллели. Эти данные, правда оспариваемые, показывают, что Северный полюс перемещается в сторону Гренландии со скоростью чуть ли не 10 см в год.

Важную службу ведет Международное бюро времени, которое, участвуя в упомянутых геофизических наблюдениях, вместе с тем изучает и изменение скорости вращения Земли. Установлено, что существуют сезонные и долговременные изменения продолжительности суток.

Рис. 40. Действие сил лунного притяжения

Необходимо упомянуть и еще одну, космическую, причину колебаний земной поверхности. Тот, кто бывал, например, на берегах и островах Белого моря, знает, как необычен и значителен морской прилив. Каждые 12 часов уровень воды поднимается, море затапливает пляжную зону и мелкие острова, поднимает вверх огромные плоты строевого леса, плавучие доки и корабли.

Энергия морского прилива огромна. Недаром она используется в турбинах приливных гидроэлектростанций. В Белом море работает Кислогубская ГЭС, построены крупные приливные гидроэлектростанции на северном и западном побережье Франции, на берегах Англии, США и других стран. Подсчитано, что запасы приливной энергии морского побережья СССР составляют 200 млрд. кВт/ч в год, т.е. столько, сколько вырабатывают 14 таких крупных речных гидроэлектростанций, как Братская ГЭС. Источником приливной энергии является энергия вращения Земли и ее взаимодействие с Луной (рис.40). Лунное притяжение образует на поверхности Мирового океана приливные волны, высота которых превышает 10 м (например, на западном побережье Франции) и достигает 20 м (в заливе Фонди). Лунные морские приливы, особенно те, которые действуют у побережья северных стран Европы, хорошо изучены. Ученым известна их география, периодичность действия, скорость и характер движения, определены области, где они могут быть с успехом использованы. Меньше знаем мы о других воздействиях Луны на нашу планету.

Поскольку земная кора, как мы уже установили, не абсолютно твердое тело, то лунное притяжение действует на ее континентальную часть почти так же, как на поверхность океана, т.е. вызывает периодические приливные волны. Конечно, они не столь уж велики, но все-таки по некоторым, хотя и не очень строгим данным могут составлять несколько десятков сантиметров. Наибольшие по высоте земные приливы бывают в области экватора. Но и в других широтах они достаточно велики.

В зависимости от длительности действия различают короткопериодические и долгопериодические приливные земные волны. Первые из них имеют период от 11 до 24 ч и быстро бегут по земной поверхности с востока на запад. Во втором случае время, протекающее от поднятия до опускания того или иного участка Земли, составляет недели и даже годы. Медленные волны постоянно меняют форму нашей планеты, изменяя ее сплюснутость у полюсов.

Наложение приливных земных волн друг на друга делает характер их воздействия на поверхность Земли очень сложным, под влиянием упругих деформаций в земной коре возникают значительные напряжения. При этом в отличие от морских приливов периодические вертикальные колебания земной поверхности сопровождаются и горизонтальными смещениями.

Земные периодические волны фиксируются геофизическими методами гравиметрии с помощью точных измерительных приборов. Дело в том, что при изменении приливами формы Земли меняется и ее сила тяжести. Сверхчувствительные гравиметры замеряют ее десятимиллионные доли. Такие же измерения выполняются и по маятниковым приборам. В них подъем или опускание земной поверхности, выражающиеся в изменении силы тяжести, мгновенно отражаются на периоде колебания маятника в измерительном приборе.

Существуют и прямые способы обнаружения колебаний земной поверхности. Прежде всего это геодезические съемки, выполняемые длительное время и одновременно в разных точках. Так, при пробегании периодических приливных волн поверхности Земли замеряют высотное положение нескольких реперов, удаленных друг от друга на несколько десятков километров. Сопоставление результатов такого нивелирования позволяет подсчитать величину и периодичность колебаний.


МИРОВОЙ ОКЕАН И ЗАТОПЛЕНИЕ ГОРОДОВ

В Средиземноморье сохранилось наибольшее количество остатков древних городов — свидетелей былого могущества сменявших друг друга великих империй.

Но это вовсе не означает, что на берегах других морей и океанов отсутствуют следы прошлого, что прибрежные воды других районов Земли не хранят тайну погружения на морское дно других древних культур. В последние десятилетия в связи с появлением многих новых геофизических методов и приборов (рис.41) археологи находят все больше и больше затонувших поселений прошедших времен на самых разных участках береговой линии Мирового океана. Вот несколько примеров.

Рис. 41. Средства и приборы для геофизических исследований под водой
1 — протонный магнитомер (поиск металлических предметов); 2 — гидролокатор бокового обзора (обнаружение неровностей поверхности дна); 3 — низкочастотный сейсмограф (поиск предметов в придонных отложениях); 4 — телевизионный искатель с дистанционным управлением

На юго-западном побережье Англии, еще во времена Вильгельма I Завоевателя (XI в.) море поглотило большой город Данвич. В XVI в. почти 3/4 территории вместе с морским портом, монастырем, церковью, ратушей, тюрьмой и многими сотнями жилых домов оказалось под водой. На южном побережье Англии в море ушел Оруэлл, теперь волны подбираются к расположенному невдалеке Гарвичу. Почти целиком затонул и средневековый Брайтон, процветавший во времена Елизаветы Английской. По письменным источникам, в 1665 г. море затопило несколько десятков зданий этого города, а к началу XVIII в. от старого Брайтона не осталось и следа (теперь на географической карте — другой, новый, Брайтон).

В другой части света на восточном побережье Южной Америки в штате Пернамбуку затонули (и тонут в наше время) прекрасные средневековые постройки бразильского г. Олинде. Расположенный когда-то на крутом берегу Атлантического океана, этот город, считавшийся жемчужиной португальского барокко, с каждым годом опускается все ниже и ниже. Вопросами спасения ценных исторических зданий города занимается ЮНЕСКО, в рамках которой в 1976 г. была даже созвана специальная конференция.

На крайнем западе африканского побережья, там, где ныне расположена столица Сенегала г. Дакар, неутомимые воды Атлантики пожирают в год десятки сантиметров прибрежной территории. В районе Зеленого мыса и других частей этой страны многие рыбацкие поселки и городки, известные еще в старину, ныне полностью исчезли с географической карты.

В Центральной Америке на острове Ямайка вот уже три столетия археологи ищут на дне Карибского моря остатки пиратского «Вавилона», города Порт-Ройал (рис. 42).

Рис. 42. Пиратская столица Порт-Ройал (остров Ямайка) (По Рейнхардту)

Основанный испанцами в 1523 г. и захваченный англичанами в 1670 г., Порт-Ройал был центром работорговли и «столицей» карибских пиратов-буканьеров. В этот город стекали многочисленные сокровища со всего света. В 70-х годах XVII в. Порт-Ройал достиг такого расцвета, что оборот капитала в расчете на каждого его жителя был там выше, чем в самом Лондоне. Бывший предводитель пиратов Г. Морган даже получил от королевы дворянство и стал губернатором Ямайки.

Процветание Порт-Ройала кончилось совершенно неожиданно. 7 июня 1692 г. после трех сильных подземных толчков почти весь город внезапно погрузился под воду. Две тысячи жилых домов, торговых лавок, таверн и ресторанов, амбаров и складов оказались на дне. Но что самое странное: город поглотило не только море, но и земля. То ли вследствие подвижек при землетрясении, то ли в результате заиления, почти все городские сооружения оказались погребенными под толстым слоем грунта. Супруга археолога Эдвина А. Линка, проводившего здесь исследования в 1956–1959 гг., писала: «К нашему удивлению, в том месте, где когда-то стояли дома, на глубине от 6 до 12 м мы обнаружили только плоское илистое дно, на котором не было ни малейшего возвышения, которое указывало бы на контуры старинного городского сооружения».

Правда, позже эта экспедиция вблизи Черг-Бикона на глубине 1,5 м от дна откопала некоторые следы затонувшего города. В районе бывшего форта Джеймса, магазина Корабельного снаряжения и здания кухни аквалангисты нашли отдельные предметы из золота, меди, цинка, железа и стекла (рис.43). А затем была даже сделана попытка составить подводную карту-схему погибшего города.

Рис. 43. Часы, изготовленные амстердамским мастером П. Блонделем (остановились в 11 ч 43 мин 7 июня 1692 г., в день, когда море поглотило Порт-Ройал)

В 1965–1967 гг. морской археолог Роберт Ф. Маркс на глубине от 1 до 20 м провел исследования на площади 140 тыс. м2. Однако вместо 30–40 зданий, которые должны были по предположению ученых стоять на площадке размером 50x130 м, нашлось только три Дома. Остальные строения — две таверны, мясной и рыбный рынок, мастерские сапожника и цинковщика, жилые дома — были полностью разрушены землетрясением. В целом за все время раскопок оказалось исследованным чуть больше 5% всей территории бывшей пиратской цитадели.

В дельте р. Инда в начале XIX в. большой участок суши с древними зданиями опустился под воду на несколько метров. Особенно сенсационно исчезновение в морской пучине острова Туанаки из архипелага Кука (население — 13 тыс. чел.), произошедшее во второй половине XIX в. Ушедшие в море с утра рыбаки, вечером не нашли своего берега.

Повсеместно обнаруженные на морском дне следы древних материальных культур наводят на мысль, что причина погружения в море разных прибрежных территорий была одна и та же. Конечно же, это должен был быть общий подъем уровня Мирового океана, который согласно принципу «сообщающихся сосудов» состоялся во всех морях и подтопил берега в самых разных районах мира.

Общий подъем уровня водоемов земного шара, по предложению австрийского ученого Э. Эюсса, называют эвстатическим (от греч. — «эвстасиасмос» — «полное восстановление»). Под этим понятием подразумевают также колебания уровня Мирового океана, зависящие от изменения объема воды в нем. За счет чего же может меняться количество воды в морях и океанах?

Для того чтобы разобраться в водообороте тех или иных природных водоемов, ученые составляют уравнение водного баланса. В его приходную статью входит речной и подземный сток, атмосферные осадки, в расходную — в основном испарение с водной поверхности. Значительную роль в водном балансе морей играет также водообмен через проливы, который обеспечивает добавочный приток и отток воды в то или иное море.

Первое, на что нужно обратить внимание, когда мы задаемся вопросом о причинах Повышения уровня моря, это, конечно, реки. Ведь они, стекая с континентов, почти целиком отдают себя Мировому океану. Однако гидрологические расчеты показывают, что роль рек в водном балансе океанов и морей (особенно крупных) не очень-то велика. Так, если вернуться к тому же Средиземному морю, то окажется, что величина речного стока в приходной части его водного баланса столь незначительна, что не может оказывать существенного влияния на подъем уровня.

Правда, для внутренних морей, например, таких как Азовское и Черное, речной сток может играть более заметную роль. Однако поскольку эти моря связаны между собой и со Средиземным морем проливами, которые выравнивают уровни воды, то на их подъем или падение речной сток и здесь существенного влияния все же не оказывает. Другое дело химический состав воды в этих морях; в его изменении сток пресной воды, конечно, играет большую роль.

Следующая составляющая приходной части водного баланса морей — это подземный сток. Ведь под каждой видимой рекой течет вторая река — невидимая, которая тоже несет свою воду к морям. Однако и здесь ответа на наш главный вопрос мы не получим: подземный сток в моря составляет обычно всего 2% речного и поэтому опять же большого значения в водном балансе морей иметь не может.

Значительно большую роль, казалось бы, должны играть атмосферные осадки. Так, в водном балансе Азовского и Черного морей они составляют 17%. Но и это оказывает не очень большое влияние на изменение уровня воды.

В результате испарения с водной поверхности в буквальном смысле «выбрасывается на ветер» фактически все, что приносят реки, атмосферные осадки, подземный сток и другие приходные статьи водного баланса. Например, среднегодовая величина потерь на испарение с поверхности Средиземного моря за 1900–1964 гг. составляет 3430 км3. В то же время поверхностный и подземный сток вместе с атмосферными осадками дает Средиземноморью в 2 раза меньше — только 1734 км3. Таким образом, наиболее обжитой водоем земного шара давно должен был бы исчезнуть, если бы не приток воды через Гибралтар из Мирового океана.

Колебания уровня воды внутренних морей зависят главным образом от водообмена через проливы. Например, для того же Средиземного моря среднегодовой приток воды из Атлантического океана через Гибралтар составляет за тот же период времени 42 320, а отток — 40 800 км3. Эти величины, как видим, более чем в 13 раз превышают испарение с водной поверхности и составляют свыше 90% как расходной, так и приходной части водного баланса. Если бы приток и отток через Гибралтар действовали отдельно один от другого, то подъем или падание уровня воды в Средиземном море достигли 17 м. Когда-то на месте нынешнего Гибралтарского пролива стоял непроницаемый для воды каменный барьер-плотина, и Мировой океан не пополнял Средиземное море, которое тогда было озером. Свидетельства тому находят геологи, закладывающие глубокие буровые скважины на африканском и европейском побережье Средиземноморья (рис.44).

Рис. 44. Продольный геологический профиль по долине Нила около Асуана
1 — старое русло Нила; 2 — подстилающая порода; 3 — морские отложения, заполнившие старое русло в плиоцене; 4 — пресноводные отложения; 5 — современное дно Нила; 6 — уровень моря

Водобалансовые расчеты, выполненные для Средиземного моря, показывают, что приходная статья его баланса превышает расходную и приращение объема моря за счет притока из Атлантического океана только в течение 1923–1964 гг. составило около 250 км3. Это соответствует подъему уровня воды в южных морях Европы за этот период времени более чем на 10 см.

Внутри Средиземноморского бассейна распределение притока и оттока через проливы носит еще более сложный характер. Например, изучение водообмена через Керченский пролив, проведенное в 1950–1970 гг. показало, что приток и отток из Азовского моря в Черное значительно меняется от сезона к сезону и от года к году. Однако все же годовой водный азовский приток почти всегда превышает черноморский. Отмечено также, что общий сток из Азово-Черноморской системы в Средиземноморье за последние 40–50 лет заметно сократился. Это связано в значительной мере с уменьшением стока рек в Азовское и Черное моря. А это, в свою очередь, является, как полагают, следствием резкого повышения водоотбора из Дона и Кубани. В 1978 г. из 43 км3 пресной воды, поступавшей за год в Азовское море, забиралось только на орошение более 11 км3, а к 1985 г. уже расходовалось на эти цели не менее 15 км3.

Итак, как мы видим, ни речной и подземный сток пресных вод с континентов, ни атмосферные осадки, ни даже водообмен через проливы не приводят к таким колебаниям уровня Мирового океана, которые могли бы вызвать катастрофическое затопление, прибрежных городов.

Так что же все-таки могло играть решающую роль в губительном природном процессе?

Сопоставляя и анализируя различные причины эвстатических колебаний уровня Мирового океана, большинство океанологов пришли к выводу, что основное значение в этих колебаниях имело изменение количества льда на нашей планете. В ледяном панцире полярных областей и высокогорных районов, занимающем 11% всей суши, законсервировано не менее 30 млн. км3 воды, около 2/3 всей пресной воды земного шара. Для того чтобы доставить такой объем воды, все реки Земли должны течь 830 лет. И самое главное, если бы все земные ледники вдруг растаяли, то уровень Мирового океана поднялся бы на 70 м. Можно себе представить, каким бедствием это грозило бы человечеству! К счастью, этого в ближайшем обозримом будущем не предвидится даже самыми пессимистично настроенными учеными.

Мы живем в период послеледниковой трансгрессии океана, которая началась примерно 16–17 тыс. лет назад. В первый период после начала таяния ледников скорость подъема уровня Мирового океана составляла около 9 мм/год, затем, примерно 4 тыс. лет назад, эта скорость снизилась до 4 мм/год. В наше время интенсивность таяния ледников составляет около 250 км3/год, что дает повышение уровня Мирового океана на 0,7–2 мм/год.

При этом, по-видимому, происходит запаздывание подъема уровня в разных концах Земли. Так, одновременные замеры показали, что наиболее интенсивное повышение уровня наблюдается в Северном Ледовитом океане (2,6 мм/год), в Атлантическом оно составляет 1,9 мм/год, в Тихом — 0,9 мм/год, в Индийском — 0,6 мм/год. Это может означать, что подъем уровня Ледовитого океана от таяния льдов распространяется на юг постепенно и до Индийского океана доходит в последнюю очередь.

Можно предполагать, что главной первопричиной эвстатических колебаний уровня океанов и морей, от которой зависит объем и состояние ледников, атмосферные осадки, испарение и речной сток, является изменение климата. Сопоставление изменений уровня Мирового океана за период 1801–1960 гг. с колебаниями температуры воздуха, замеренной в районе от 17 до 90 ° с.ш., показывает четкое их совпадение. Так, средняя температура Северного полушария за это время возросла на 0,6 °, что привело в конце XIX — начале XX в. к сокращению общего оледенения. Установлено происшедшее в 1902–1944 гг. уменьшение средней толщины морских льдов в Арктике на 50%, а их площади на 10%. То же самое произошло и с ледниками Земли Франца-Иосифа и альпийской зоны Швейцарии, площадь которых уменьшилась на те же 10%.

Насколько тесна связь с климатом, например, расходной части водного баланса, показывает график, приведенный Р.К. Клиге (рис.45). Он иллюстрирует зависимость колебаний величины испарения с поверхности Азовского моря от изменения температуры воздуха. Как видим, в течение многих десятилетий характер колебаний температуры и испарения совпадал.

Рис. 45. Зависимость колебаний испарения с поверхности Азовского моря от изменения температуры воздуха

Анализируя приведенные выше факты, Г.П. Калинин и Р.К. Клиге отмечают: «Именно в период современного потепления с 1900 г. произошло отмеченное поднятие уровня океана со средней скоростью около 2 мм/год. Поэтому можно предполагать, что в прошлом, в периоды интенсивных регрессий и трансгрессий моря, которые могли превышать современный темп более чем в 10 раз, происходили соответственно во много раз более резкие изменения температуры воздуха, что и подтверждается палеографическими данными».

Палеоклиматологи, изучая характер слоистости осадочных горных пород, устанавливают ритмы вековых колебаний климата. Характерны в этом отношении, например, так называемые ленточные глины, которые образовывались в результате накопления осадков на дне приледниковых озер. Песчаные и глинистые частицы — продукты эрозии — приносились в озера талой ледниковой водой, потоки которой размывали береговую территорию (кстати, так же как происходит это и ныне).

Толщина и состав откладывающейся в течение года глинистой ленты зависели от интенсивности таяния близлежащего ледника, т.е. фактически от температуры воздуха в тот или иной, год. Поэтому изучение ежегодного прироста осадочных материалов дает возможность ученым строить климатические ритмограммы, по- которым можно узнать о древних засухах, периодах похолодания и даже о ветрах и ливнях прошлых времен. С помощью этих данных установлены 3- и 11-летние циклы колебаний климата. Менее четко, но все же достаточно определенно выявляется 25–35-летняя цикличность. Также не очень уверенно выявлены и 70-летние климатические периоды которые кроме определения по ленточным глинам получены в процессе исследований дюнных отложений Средней Азии и осадочных пород в бассейне Ангары.

Эти данные, относящиеся к историческому периоду, часто подтверждаются и некоторыми летописными и археологическими сведениями. Например, из письменных источников известно, что в — 1550–1800 гг. в Северном полушарии наблюдался настоящий «малый ледниковый период», когда температура воздуха была на 1–2 ° ниже нынешней. В это же время, как сообщают современники, в северной части Атлантического океана бушевали сильные штормы и бураны. Из древних русских летописей известно также, что в России в каждом из последних трех столетий происходило по 8–12 засух.

Один из традиционных примеров вероятностных природных процессов — атмосферные осадки — также характеризует периодичность колебаний климата. Дело в том, что собирателями дождя и снега являются реки, Величина годового речного стока служит той «лакмусовой бумажкой», которая определяет относительное количество осадков, выпавших на прилегающей к реке водосборной площади в течение того или иного года. Вот почему, изучая многолетнюю гидрологию рек, мы косвенно изучаем и погоду, и климат. Вот почему вопрос «о прошлогоднем снеге» не так уж бессмыслен.

Формирование климата зависит от глобальной и местной циркуляции атмосферы, образования циклонов и антициклонов, колебаний атмосферного давления. А они, в свою очередь, как ныне считается многими учеными, связаны с процессами, происходящими в космосе, в частности с солнечной активностью. Так, с помощью инструментальных измерений установлены 11-, 22-, 33- и 70-летние циклы появления солнечных пятен. Эти циклы совпадают с ритмограммами, полученными при изучении уже известных нам ленточных глин, где периодам солнечной активности соответствуют более мощные слои.

Кроме космологической экзогенной (внешней) гипотезы, связывающей изменения объема воды в Мировом океане с солнечной активностью, существует и эндогенная (внутренняя) гипотеза. В отличие от первой, провозгласившей неизменность объема океанической воды, образовавшейся единожды в период остывания планеты из начальной расплавленной массы, эндогенная гипотеза предполагает поступление морской воды из глубинных недр Земли и в настоящее время.

Согласно представлениям академика В.И. Вернадского, основанным на гипотезе «холодного начала» нашей планеты, сформулированной академиком О.Ю. Шмидтом, из земной мантии выделяются ювенильные (девственные) водные растворы, которые поднимаются вверх и скапливаются в земной коре и на ее поверхности. Продолжатель учения В.И. Вернадского в области геохимии академик А.П. Виноградов на основе теории «зонной плавки» создал стройную теорию образования воды на земле путем выделения легкоплавкой составляющей магмы и отделения от нее паров и газов. Образовавшись на большой глубине в результате конденсаций и дегазации паров, ювенильные растворы поднимаются по разломам и трещинам земной коры к поверхности и исполняют земную гидросферу. Благодаря этому процессу в свое время заполнились водой океанические впадины Земли и образовался Мировой океан, имеющий ныне объем 1370 млн. км3 и занимающий 361 млн. км2, т.е. 2/3 поверхности Земли.

Именно здесь, в океане, где базальтовая толща земной коры наиболее тонка, путь ювенильной воды самый короткий. Такие горячие «ключи» (гидротермы, как говорят ученые) обнаруживаются на многих участках прогибов океанического дна. Примером могут служить рифтовые впадины в Красном море, где бьют со дна настоящие фонтаны насыщенных водных растворов с температурой, достигающей 56 °С, и, минерализацией 360 г/л (в 10 раз больше обычной морской воды). Аналогичные гидротермы, пробившиеся через рыхлые слои осадочных пород, лежащих на базальтовой коре, найдены в Каспийском море у полуострова Челекен, на дне оз. Солтон-Си в Калифорнии и в других местах.

Одним из убедительных доказательств достоверности гипотезы внутриземного происхождения Мирового океана может служить то, что вулканическая влага, поступающая при извержениях из земных недр, очень близка по своему составу к морской воде и содержит те же хлориды кальция, натрия, калия и других соединений. Кстати, если бы все растворенные в морской воде химические элементы вдруг выпали в осадок, то на дне океана образовался бы слой высотой 30 м.

Другим важным подтверждением появления ювенильных растворов на морском дне могут служить долгое время считавшиеся загадочными соляные залежи, обнаруженные в осадочных донных породах, а то и прямо на поверхности дна многих районов Мирового океана. Огромные купола соли, образовавшиеся, по-видимому, при остывании и трансформации ювенильных растворов, найдены в Карибском море, Бискайском заливе, Средиземном и Северном морях, в ряде мест Атлантического океана.

Таким образом, увеличение количества воды на Земле и повышение за счет этого уровня Мирового океана может происходить и как следствие непрерывного образования новых масс водных растворов в недрах нашей планеты.


МОЖЕТ БЫТЬ, ЭТО ВСЕ-ТАКИ ОПОЛЗНИ?

Почти каждый год в конце лета после таяния снегов в горах и сильных дождей в Причерноморье разливаются реки; селам, садам, виноградникам угрожают водяные и селевые потоки. Так было десять, сто и тысячу лет назад.

Доказательством тому, кроме всего прочего, служат и многие устные народные рассказы, летописные свидетельства, сообщения историков, географов и даже произведения искусства, в том числе живописи. Например, картины И.К. Айвазовского. В 1897 г. он написал картину «Наводнение в Судаке», где изображено волнующееся море, слившееся с бурным разливом реки. На переднем плане — опрокинутая телега и возница, с трудом удерживающийся рядом на плаву. Той же теме посвящены картины «Овцы, загнанные бурей в море» (1861), «Всемирный потоп» (1864) и др. За этими картинами стоят истинные события, свидетелем которых был художник, много лет живший на берегу Черного моря и неоднократно наблюдавший большие и малые «потопы».

Одно из главных следствий наводнений поверхностных — это наводнения подземные. Дождевые и паводковые воды фильтруются в землю, достигают залегающих в основании береговых склонов глинистых пород, увлажняют и далее разжижают их. Кроме того, морской волнобой подтачивает берег, делает его крутым и разрушает. В результате весь массив грунта ослабляется, перестает быть устойчивым, и, наконец, наступает момент, когда он теряет равновесие и начинает сползать вниз. Оползень (рис.46) приводит к смещению берега в сторону моря и опусканию иногда больших площадей прибрежной территории.

Рис. 46. Схема типичного оползня на Южном берегу Крыма
1 — оползневые блоки грунта (делювий); 2 — плоскость скольжения

Развитие оползней в наше время охватывает почти все Крымское, Кавказское и северное побережье Черного моря. Например, только на Южном берегу Крыма насчитывается около 430 оползней общей площадью почти 20 км2. Оползнями поражено более 45% полезной территории. Величина огромная, особенно, если учесть, что это все курортная зона, где можно было бы вести интенсивное строительство санаториев, гостиниц, домов отдыха и пансионатов, где очень дорог каждый квадратный метр земли.

Что собой представляют оползневые блоки в отдельности?

Многие из них охватывают крупные участки прибрежной территории. Например, на Южном берегу Крыма значительное число оползней имеет площадь по 1–2 км2, а протяженность по 2–3 км каждый. При этом в оползневый сдвиг вовлекаются толщи грунта мощностью до 60 м и более (высота 20-этажного дома).

Крупнейший оползень развивается в районе Одессы, где обнаружены подвижки земли, которые захватывают почти всю прибрежную территорию города. Инструментальные геодезические измерения показывают, что опускание поверхности земли в западной части городской застройки составляет 1–2 мм/год, а вблизи морского порта достигает 3–6 мм/год. Здесь приходится даже закреплять основание стоящего на косогоре знаменитого Одесского академического театра, который по праву причислен к числу красивейших в Европе.

В Одессе установлено также горизонтальное движение триангуляционных вышек, расположенных на расстоянии 3 км от берега моря.

По предположению Н.И. Кригера и В.В. Севастьянова, здесь происходит оползневый сдвиг прибрежной территории шириной 3 км по лежащим на глубине 20–30 м меотичским глинам.

Опасный оползень еще с конца XIX в. угрожает большому району Приморского парка в Сочи. Катастрофические подвижки здесь неоднократно наблюдались вблизи санатория им. М. Тореза (ранее — «Красная Москва»), Гостеатра, гостиницы «Приморская», маяка и других береговых зданий и сооружений. Так, 6 декабря 1933 г. в районе санатория «Красная Москва» от берега оторвался большой участок земли, который сполз в море и на расстоянии 20 м от берега образовал остров шириной 75 м.

Выше мы довольно просто и однозначно объяснили, как развивается оползневый процесс. Однако это был лишь упрощенный вариант такого развития. В природе все намного сложнее.

Описывая механизм образования оползней, ученые десятилетиями спорят о причинах их возникновения. В каждом конкретном случае может действовать большое число факторов, выделить из которых главные, решающие, часто бывает не так-то просто.

Взять хотя бы упоминавшуюся Одессу, классический пример развития гигантского оползня, дискуссия о происхождении которого началась еще в начале XIX в. Подсчитано, что с 1831 г. когда появилась первая статья об одесских оползнях, было предложено не менее 10 самых разных гипотез, пытающихся объяснить причины происходящего здесь оползнеобразования. То же самое относится и к оползням Южного берега Крыма, при изучении которых рассматривается множество гидрологических, климатических, геолого-тектонических и других факторов.

Первая, широко признанная точка зрения, сохраняющая свои позиции чуть ли не с 30-х годов XIX в., главную роль в нарушении устойчивости береговых склонов отводит подземным водам. Именно вследствие их действия, например, в Одессе мэотические глины, на которых сверху лежит толща одесского известняка-ракушечника, смачиваются, размокают и переходят в вязко-пластическое состояние. В этих глинах геологи нашли целую систему криволинейных плоскостей (так называемых зеркал) скольжения и трещин; их направление показывает явное наличие сдвига горных пород в сторону моря.

То же самое относится к сильно перемятым или трещиноватым майкопским глинам в Эшерском районе Абхазии (северо-западнее Сухуми). При увлажнении их поверхность скольжения превращается в настоящий «каток», по которому сползают верхние слои земли. Об этом свидетельствуют результаты бурения скважин с отбором образцов грунта — всюду в майкопских глинах обнаруживаются нарушения слоистости и зеркала скольжения, наклоненные на 10–20 ° от горизонтали.

Еще удивительнее ведут себя при увлажнении и подвижках скальные горные породы аргиллиты, широко распространенные в основаниях оползневых массивов Южного берега Крыма. Хотя они обычно бывают сильно выветренными и трещиноватыми, но на первый взгляд, и особенно наощупь, кажутся твердыми и прочными. А вот когда они насыщаются водой, да еще при подвижках перетираются и дробятся, то составляющие их аргиллитовые чешуйки превращаются в ползучую вязко-пластическую глинистую пасту. По ней, как по маслу, начинают скользить лежащие выше слои горных пород. Сначала образуются отдельные криволинейные поверхности скольжения, потом они укрупняются, объединяются и, наконец, происходит катастрофическая подвижка, и весь оползневый склон берега сползает в море.

То, что катастрофические подвижки береговых склонов связаны с климатическими факторами, показывает пример Чукурларского и Желтышевского оползней в районе г. Ялты. Они произошли в богатый осадками зимне-весенний период и каждому из них предшествовали сильные и продолжительные дожди.

С инфильтрацией атмосферных осадков непосредственно связана влажность грунтов — основной показатель их вязко-пластического состояния, приводящего к оползнеобразованию. Например, майкопские глины побережья Абхазии в зимне-весенний сезон повышают свою влажность с 25–27% в конце лета до 35–50% весной.

Вторая, принципиально противоположная гипотеза оползнеобразования в своем крайнем выражении отвергает значение подземной и поверхностной воды на суше и отдает приоритет … воде морской. Здесь главным считается агрессия моря, бросающего в атаку на берег мириады разрушительных волн. В результате подмыва нижнего поддерживающего уступа оползневый склон теряет подпорку, равновесие его нарушается, он падает и скользит в сторону моря.

Сила удара волн о берег может достигать огромной величины, измеряемой десятками тонн на каждый квадратный метр берега. Эта сила бывает разной в различных местах и в разное время, но всегда она зависит от длины так называемого разгона волны, т.е. от пути, который волна проходит до встречи с берегом.

Береговая линия Крымского полуострова сильно изрезана, побережье во многих местах испещрено многочисленными бухтами, которые в какой-то степени гасят энергию штормовых волн. Вблизи Черноморского побережья Кавказа море более бурное. Здесь берег почти полностью открыт для штормов. Преобладающие западные ветры создают наибольший для Черноморья разгон волны, и высота прибоя достигает 6–8 м.

Доказательства того, что катастрофическая подвижка оползневого склона часто следует за подмывом берега, приводит Одесская оползневая станция. Например, в сентябре 1962 г. на территории санатория им. Чкалова в результате потери устойчивости берегового склона в грунте образовалась оползневая трещина, после возникновения которой скорость развития оползня резко увеличилась. Более чем через год, а именно в ночь с 13 на 14 октября 1963 г., произошла катастрофическая подвижка: от берега отделился и опустился вниз большой массив грунта длиной 420 м и шириной 35 м. Одна часть его передвинулась на 6 м в горизонтальном направлении в сторону моря, другая повернулась и наклонилась, составив угол в 4–10 ° от горизонтальной плоскости.

Наблюдения за катастрофическими подвижками уже упоминавшихся Чукурларского и Желтышевского оползней в зимне-весенний сезон 1907, 1924, 1940 и 1961 гг. показывают, что они произошли не только из-за сильных дождей, но и в результате интенсивных штормов на море, сила которых достигала 4–6 баллов.

Пример «вечности» абразионного процесса даю- не только геологические исследования, но и археологические.

В 1973 г. научный сотрудник Феодосийского музея А. Айбабин провел в Коктебельском заливе на Восточном берегу Крыма подводные археологические работы. Со дна моря с глубины 3–5 м на расстоянии до 300 м от берега было поднято большое количество остродонных амфор, в которых древние купцы привозили в Крым вино и масло. Как попали они на дно бухты?

Первое приходящее в голову объяснение — это то, что найденная посуда находилась на затонувших кораблях или что сосуды были уронены в море при. разгрузке судов в порту. Эта версия была полностью опровергнута, когда при раскопках Хазарского городища VIII–IX вв. на береговом холме Тепсень были обнаружены точно такие же амфоры, как и на дне моря. Это могло означать только одно: морской прибой в течение столетий размывал берег, среди пластов которого находился средневековый культурный слой, волна уносила и разбрасывала по дну залива нынешние находки археологов. И сегодня этот процесс упорно продолжается (рис.47). После шторма на пляже нередко можно обнаружить черепки древних амфор.

Рис. 47. Оползни на берегу Коктебельской бухты

Третьей причиной оползнеобразования, против которой почти никто не возражает, а ряд ученых даже отдают ей предпочтение перед другими, является сейсмичность. Действительно, например, территория Южного берега Крыма подвержена довольно частым, хотя и небольшим землетрясениям интенсивностью 2–4 балла (изредка бывают и сильные землетрясения, сила которых достигает 8 баллов). Подземные толчки способствуют разрушению горных пород, образованию новых трещин, нарушению плотности массивов грунта. В результате землетрясений происходит вибрационное «разжижение» даже совершенно сухого грунта.

Это явление широко известно: твердые частицы при динамическом воздействии отделяются друг от друга и как бы «всплывают». Еели такая разжиженная масса наклонена, она начинает течь, а по ней скользят лежащие выше слои горных пород. Например, считают, что оползни в районе Алупки — Симеиза происходят именно в связи с действием землетрясений. Отобранные там образцы тонкочешуйчатых аргиллитов, залегающих в основании оползневых склонов, были исследованы в лабораторных вибрационных приборах. В результате установлено, что прочность этих горных пород при вибрации снижается в 2–2,5 раза, и они мгновенно приобретают текучее состояние. При прекращении вибрации грунты восстанавливают свою прочность, но занимают уже новое положение. Серия следующих друг за другом, хотя бы и с «передышкой», сейсмических воздействий на оползневые склоны может приводить к ступенчатым периодическим смещениям грунтовых массивов относительно друг друга. В конечном счете это ведет к общей потере их устойчивости, т.е. к катастрофическим подвижкам, оползням.

Ряд ученых возражают против представления о пластическом характере деформаций подстилающих глин и считают, что оползневые смещения происходят по поверхности скольжения, образующейся при хрупком их разрушении по трещинам.

Вредное влияние на оползневые районы прибрежных городов оказывает не только природа со своими морскими прибоями и разливами рек, но и сами города. На первый взгляд это кажется парадоксальным, но факт остается фактом. Возводя здания, портовые, складские, доковые сооружения, корпуса заводских цехов, люди перегружают береговые склоны, создают дополнительное давление на грунт. Застройка береговой территории сильно задерживает сток дождевых и талых вод. Если до строительства зданий и сооружений поверхностные потоки свободно уходили в море, то теперь они остаются на суше, впитываются в почву и разрушают грунт. Кроме этого, нередко (особенно в прошлом) неразумный подрыв береговых откосов, расширение пляжей, рытье траншей, рвов, канав снижает устойчивость склонов, делает их подвижными. Все это усиливает процесс оползнеобразования и может привести к катастрофе.

Влияние «подрывной» (в буквальном смысле слова) деятельности человека можно проследить на примере трех оползней, расположенных на водоразделе рек Шицквара и Мазиквара, северо-западнее Сухуми. Эти оползни проявили себя в 1947-1948 гг., когда выемки строившейся в то время автодороги подсекли слои грунта, которые и так были наклонены в сторону моря на 18–20 °. Ослабление оползневого склона привело к крупным подвижкам грунтовых массивов, одна из которых, например, составила 31–33 мм. При этом развился оползень длиной 210 м, шириной 60 м и глубиной 7–9 м.

В пределах Чукурларского и Желтышевского оползней в Ялте катастрофические подвижки неоднократно происходили в результате хищнического вывоза с пляжей гальки для строительства. Следствием этого, так же как при подмыве берега волнами, было ослабление опорных массивов, на которые до поры до времени опирались склонные к оползанию грунты. Здесь же отмечено влияние на развитие катастрофических подвижек оползневых склонов строительства различных зданий и сооружений, нарушающих равновесие массива.

Современная наука в отличие от прошлых времен считает необходимым комплексно учитывать все факторы оползнеобразования. Действительно, накопленные материалы многолетних исследований оползней в разных прибрежных районах Причерноморья (да и не только его) показывают, что подмыв берега морскими волнами, обводнение массивов грунта подземными водами, сейсмичность, деятельность человека влияют на оползнеобразование почти в одинаковой степени. Недоучет любого из них может привести к серьезным ошибкам.

Вместе с тем в каждом конкретном случае для выбора очередности противооползневых Мероприятий необходимо знать, какой фактор влияет на развитие оползней в первую очередь, а какой проявляет себя позже. От этого зависит, нужно ли, например, срочно организовать отвод поверхностных и подземных вод или же начать с укрепления берега.

Отвод дождевых и подземных вод, пожалуй, одно из самых ранних мероприятий, которое было придумано человеком. Мы встречаем описание водосточных канав еще у римского архитектора I в. до н.э. Витрувия. Археологи нашли следы дождевой канализации в развалинах затонувшего Себастополиса, Эпидавра, Херсонеса и других поселений. Древние дренажные прорези обнаружены на оползневых склонах Южного берега Крыма, на Керченском полуострове и во многих других районах древнегреческой колонизации. Эффективная конструкция деревянного ряжевого дренажа применена в XIV в. для противооползневых сооружений города Великие Булгары (рис.48, 49). Перехватывая поток грунтовых вод, дренаж защищает крутой берег р. Меленки от обрушения.

Большое число водосборных и водоотводных галерей и штолен, построенных еще в XIX в., находятся под Ялтой, в Одессе и других местах Причерноморья. Многие из них успешно выполняют свою задачу и поныне.

В наше время перехват и организованное отведение дождевых и талых вод, текущих по крутой поверхности земли на причерноморской территории, осуществляется устройством сложной разветвленной системы канав и лотков — дождевых стоков. Они перехватывают воду, не дают ей попадать на участки оползней, размывать почву и, главное, насыщать грунты оползневых склонов. По специально уложенным в земле трубам-коллекторам дождевая вода отводится в море.

Рис. 48. Главный город волжской Булгарии Великие Булгары
а — географическое местоположение города; б — памятники архитектуры на территории города; 1 — ханская усыпальница; 2 — башня (малый минарет); 3 — противооползневые дренажные ряжевые конструкции; 4 — Черная палата; 5 — Белая палата; 6 — монастырский погреб; 7 — мавзолей; 8 — остатки соборной мечети; 9 — Бабий бугор; 10 — Каптелев бугор; 11 — земляной вал со рвом
Рис. 49. Ряжевые конструкции дренажа противооползневых сооружений Великих Булгар

Такую же роль играет и дренаж, перехватывающий подземные воды. В простейшем случае дрены устраиваются в виде канав-прорезей. Они заполняются хорошо фильтрующим местным материалом: крупным песком, гравием, щебнем, битым камнем.

Наиболее эффективное устройство — трубчатый дренаж. В заранее вырытые траншеи укладывают гончарные, асбестоцементные (реже — дырчатые стальные или пластмассовые) трубы, звенья которых соединяют друг с другом муфтами или раструбами. Дренажные трубы сверху обсыпают песком или гравием, образующим обратный фильтр — переход от пор мелкозернистого дренируемого грунта к водоприемным отверстиям дрен.

В ответственных случаях, при большом объеме перехватываемой подземной воды сооружаются дренажные и водоотводные (коллекторные) галереи и штольни. Они возводятся из железобетона или каменной кладки и имеют такие размеры, что в них может пройти человек.

По расположению и назначению противооползневые дренажи разделяются на перехватывающие, систематические и присклоновые. Первые устраиваются на подходе к оползню и служат для перехвата потока подземных вод, обводняющих грунты. Систематические дренажи представляют собой равномерно (систематически) расположенные по оползневой территории дренажные сооружения.

В обоих случаях удобно применять в качестве дренажей линейные заградительные или расставленные в плане по прямоугольной сетке (например, в шахматном порядке) водопонизительные буровые скважины. Такой дренаж в отличие от горизонтального называется вертикальным. Его преимуществом является то, что водопонизительные скважины могут доводиться до самой плоскости скольжения и поэтому наиболее полно захватывают водоносный слой. Горизонтальные дрены на большую глубину уложены быть не могут — слишком глубокой бы оказалась траншея, да и отрыть ее не так-то просто. В то же время вертикальный дренаж имеет крупный недостаток: если по горизонтальным дренам отобранная из грунта вода сама стекает к водосборникам, то из скважин ее приходится откачивать насосами. Это удорожает эксплуатацию дренажа, поскольку требуется расход электроэнергии.

Одним из действенных дренажных мероприятий, значительно повышающих устойчивость оползневого массива, является устройство присклонового дренажа, ликвидирующего обводнение самой опасной — нижней части склона. Это устройство может быть сделано в виде откосного дренажа, состоящего из пластовых песчано-гравийных засыпок, линейной горизонтальной трубчатой дрены или системы параллельных друг другу горизонтальных скважин (рис.50). Последние закладываются в нижнюю часть откоса и, как шпильки, держат его от оползания.

Рис. 50. Дренаж оползневого склона горизонтальными скважинами
а — разрез; б — план;
1 — обратный двухслойный песчано-гравийный фильтр; 2 — колодец водоотводной системы; 3 — депрессионная поверхность пониженного горизонта подземных вод; 4 — дренажная труба-скважина
Рис. 51. Дренирование оползневого склона лучевыми скважинами
а — разрез; б — план;
1 — горизонтальные дренажные трубы-скважины с песчано-гравийным фильтром (обсыпкой); 2 — уровень подземных вод до устройства дренажа; 3 — то же, после устройства дренажа; 4 — водосборная шахта (колодец)

Очень эффективны лучевые горизонтальные дренажи (рис.51). Они сооружаются в виде кустов радиальных скважин, выходящих из одной точки, и охватывают намного большую площадь, чем параллельные скважины. В других случаях лучевые дренажи могут применяться для осушения полуциркульного оползневого амфитеатра (так называют инженеры-геологи полукруглые в плане оползневые склоны). В этом случае горизонтальные скважины прокладываются из специально сооруженного центрального водосборного колодца, где устанавливается насос для откачки воды.

Положительная роль водоотводных и дренажных мероприятий в борьбе с оползнями видна из примера их многолетнего применения северо-западнее Сухуми. Здесь еще в 1940–1941 гг. была построена разветвленная сеть перехватывающих и водоотводных дождевых и дренажных канав. С помощью дренажа уровень подземных вод в «голове» оползня был понижен на 4 м. В результате оползневые подвижки в этом районе почти прекратились. Во всяком случае в 1951 г. скорость движения заложенных в грунте реперов снизилась до 0,01–0,023 м/год (вместо 4,2–6,6 м/год, как было до этого), а почти 60% всех реперов вообще «замерли» на месте.

Большое значение в закреплении и осушении оползневых склонов имеют лесопосадки. Так, в Эшерском районе Абхазии на площади 6 га в 1951 г. было посажено около 8 тыс. саженцев дуба, платана, каштана, алычи, акации шелковой и мелии иранской, а на территории 15 га высажены влаголюбивые эвкалипты — «деревья-насосы».

Говоря о борьбе с оползнеобразованием, нельзя не упомянуть и о таком мероприятии, как перераспределение грунтовых масс на оползневом склоне. Так, в районе Одессы и на Черноморском побережье Кавказа довольно часто ведут уположивание склонов со срезкой грунта в активной части оползня и пригрузкой его пассивной части. При этом равновесие и устойчивость склона намного повышается.

Большой успех в борьбе с оползнями обеспечивают берегоукрепительные сооружения. Конечно, если бы это не было слишком дорого, лучше всего было бы «одеть» все берега в камень и бетон, т.е. построить всюду волноотбойные подпорные стенки. Во многих, хотя и не во всех, приморских городах Южного берега Крыма и Черноморского побережья Кавказа мы видим такие набережные, о нижнюю часть которых разбиваются волны. Подобные берегоукрепления служат надежной границей двух стихий. Одной своей стороной, обращенной к морю, они гасят накат волны, а другой, противоположной, — создают упор в основании берегового склона, защищают его от обрушения. Отсюда и название — подпорная стенка. Кстати, очень часто именно ее берегоудерживающая роль оказывается главной, а борьбу с волнобоем берут на себя другие сооружения — волноотбойные.

Волноломы, каменные или бетонные стенки, ставят на дно, прямо в море, параллельно урезу воды. Они не подпускают волну к берегу, разбивая ее еще на подходе. Часто их делают с перпендикулярными отростками-траверсами, которые соединяют волноломы с берегом. Другая модификация волноотбойных сооружений — волногасящие буны. Фактически — это те же перпендикулярные или установленные под некоторым углом к берегу стенки-траверсы, только без идущего вдоль берега волнолома. Между бунами часто насыпают искусственный пляж из гальки. Иногда направление прибрежных морских течений таково, что пляж намывается естественным путем с помощью самих же волн, которые заносят песком и галькой ячейки, образованные бунами. Такие береговые укрепления применяются в Крыму и на Черноморском побережье Кавказа, благодаря чему спасены от оползней многие курортные районы.

В арсенале средств борьбы с волнобоем есть и другие, более интересные и смелые инженерные решения. Некоторые из них значительно современнее и «изящнее» громоздких, как средневековые крепостные стены, волноломов. Например, предлагается установить на дне моря вдоль берега трубу с отверстиями-соплами, через которые подавать в воду сжатый воздух (или водяные струи с большим напором). Образующаяся таким путем заградительная стенка-невидимка эффективно гасит энергию волн.

Существуют и проекты (некоторые из них осуществлены) плавучих волноломов, которые до дна не достают и держатся на якорях.

Так, американский океанолог Д. Исаак предложил устанавливать в море на определенной глубине ряды соединенных друг с другом полых стальных шаров полуметрового диаметра. Такая заградительная «стенка» часть волновой энергии поглощает, а часть отбрасывает обратно в море.

Рассказывая о разрушительном воздействии волн и поверхностных потоков воды на береговые оползневые склоны, мы подчеркнули долговременность, «вечность» этих процессов, действовавших в прошлые века и происходящих в наши дни. И время сохранило прямые доказательства оползнеобразования прошедших столетий?

В 1948 г. при инженерно-геологических изысканиях в Эшерском районе на глубине 35 м от поверхности земли были обнаружены явные остатки древних оползней. Разрывы в толще горных пород, происшедшие в глубокой древности, несомненно могли быть результатом оползнеобразования (хотя есть мнение, что это следы тектонических деформаций). Аналогичные древние оползни, «захороненные» под более поздними слоями земли, обнаружены на побережье Крыма, на юге Франции, Испании и в других прибрежных районах Средиземноморья.

Эти факты делают вполне достоверной гипотезу абразионно-оползневого затопления древних прибрежных городов. Она находит подтверждение не только в берегоукрепительных сооружениях Себастополиса, но и в развалинах античной Гермонассы и средневековой Тмутаракани на Таманском полуострове, в дренажных канавах Фанагории. О наличии следов оползания берега в древней Ольвии свидетельствуют и археологические исследования, о которых, как уже указывалось, сообщает ленинградский ученый К.К. Шилик.

Водные и селевые потоки на берегу, действующие одновременно с морским прибоем, — тоже одна из очень вероятных причин гибели некоторых древних приморских городов. На границе «море — суша», на узкой береговой полосе, так же как ныне, встречались два грозных природных процесса. С одной стороны, морские волны размывали и обрушивали берег — шло наступление моря на сушу. С другой стороны, потоки дождевой и талой воды размывали поверхность земли и вместе с реками выносили гальку, песок, глину на прибрежные пляжи — суша наступала на море.

Восстанавливая картину событий, происшедших когда-то на побережье Черного, Средиземного и других морей, перенесемся в те времена, когда отважные древнегреческие мореплаватели на своих парусно-весельных кораблях причаливали к новым для них берегам и основывали там колонии. Все мысли их были сосредоточены на добыче драгоценных камней и металлов и других богатств, на торговле с местными сарматскими и другими царями, на борьбе с ахейцами и гениохами. И, конечно, они не задумывались о прочности берегов, на которых строили свои дома, крепости, храмы. А море беспощадно и неотвратимо делало свое дело.

Одновременно с морем разрушению берега косвенно способствовали и возведенные древними строителями сооружения. Крепостные стены задерживали дождевые и талые воды, которые, как мы уже знаем, просачиваются в землю, увлажняют подстилающий слой глины, превращая его в плоскость скольжения. В результате этого наступал момент, когда сдвигающая сила, действующая на береговой склон, становилась больше силы трения, удерживавшей их ранее в равновесии. И тогда начинался оползень: городские постройки ползли к морю, обрушивались крутые берега, трещали крепостные стены, города уходили под воду.

Но если на береговой полосе происходили лишь обрушения земляных склонов под ударами морских волн и смыв почвы поверхностными водами, то от древних городов не осталось бы в буквальном смысле «камня на камне», и на дне морском ученые находили бы лишь хаотичные груды обломков. А они обнаруживают целые дома, крепости и даже городские кварталы. Значит, дело не только и, возможно, не столько в морских волнах и водяных потоках с гор. Видимо, здесь действовали и те процессы, о которых говорилось ранее, т.е. тектонические колебания земной поверхности, эвстатический подъем уровня моря и оползневые сдвиги. Во многих случаях, возможно, именно совместное действие этих факторов и привело многие древние города на дно моря.


Загрузка...