Известно, что спутник Земли – Луна силами гравитации влияет на уровень морских приливов и отливов. Когда Луна расположена в фазе сизигий относительно Земли (Луна и Солнце расположены с одной стороны Земли), гравитационные силы между Землёй и Луной максимальны.
Исходили из объяснения физической причины активации селевых потоков в зависимости от изменения гравитационного влияния Луны и Солнца в фазе сизигий, которое, несмотря на незначительный эффект, может оказывать активирующее воздействие на поведение грунтовых массивов в селевых очагах, находящихся в условиях неустойчивого равновесия [2].
Целью работы является рассмотрение возможности влияния сил гравитации в фазе сизигий (новолуния) на активацию оползней и селевых потоков.
Материалы и методы исследования
На основе литературных данных было изучено соответствие дат расположения Луны в фазе сизигий (полнолуния и новолуния) относительно Земли и схода селевых потоков по литературным источникам [5, 6]. Результаты представлены в таблице.
Статистические данные схода селевых потоков в горах Центрального Кавказа в период 1960–2007 гг.
|
Дата схода селя |
Место схода |
Характер, причина |
Лунный день |
Литература |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
01.08.1960 |
Герхожан-Су |
В десятидневный срок до схода селя выпали обильные осадки, жаркая погода 26…30 июля привела к активному таянию ледников |
10 |
Черноморец, с. 43 [5]; Сейнова, с. 128, 129, табл. 22 [6] |
|
14.08.1961 |
Герхожан-Су |
Деградация морено-ледниковой системы в верховьях реки Герхожан-Су |
4 |
[5] Черноморец, с. 43 [5]; Сейнова, с. 129 [6] |
|
31.07.1962 |
Герхожан-Су |
1 |
||
|
03.08.1963 |
Койсюрюльген |
Единичный, слабый, снеговой характер |
15 |
Сейнова, с. 154, табл. [6] |
|
03.08.1966 |
Кубасанты, Адылсу |
Сель смешанного гляцио-ливневого генезиса |
17 |
Сейнова, с. 118, 137 |
|
05.08.1967 |
Кубасанты, Терскол |
Гляцио-ливневый характер = ливни + таяние ледника Терскол |
29 |
Сейнова, с. 118, 137 [6] |
|
31.07.1968 |
Терскол |
Гляцио-ливневый характер = ливни + таяние ледника Терскол |
7 |
Сейнова, с. 113 [6] |
|
20.07.1970 |
Челмас, Сабалыксу |
Локальный, средний, ливневый характер |
18 |
Сейнова, с. 154, табл. [6] |
|
20.07.1972 |
Сагаевский |
Единичный, средний, ливневый характер |
11 |
|
|
28.06.1973 |
Кубасанты |
Микросель, образованный в результате обрушения оползня в нижнем течении Кубасанты |
27 |
Сейнова, с. 137 [6] |
|
28–29.07.1937 |
Адырсу |
Единичный, средний, гляцио-ливневый характер |
28–1 |
Сейнова, с. 154, табл. [6] |
|
21–23.07.1974 |
Кубасанты |
Микросели, образованные в нижнем течении Кубасанты, в результате подвижки обрушения подошвы оползня, происходящего вне зависимости от метеоусловий |
2–4 |
Сейнова, с. 137 [6] |
|
1–3.07.1974 |
Кубасанты |
12–14 |
||
|
09.06.1975 |
Кубасанты |
1 |
||
|
05.07.1975 |
Кубасанты, Адыпсу |
Средний, гляцио-ливневый характер |
26 |
Сейнова, с. 137 [6] |
|
11.08.1977 |
Герхожан-Су, Адыпсу, Терскоп |
Смешанный гляцио-ливневый характер, вызван обильными осадками |
26 |
Сейнова, с. 113, 118, 130 (табл. 23, стр. 130) [6] |
|
19.07.1978 |
Азау |
Прорыв ледникового озера на ледоразделе Большого и Малого Азау |
15 |
Сейнова, с. 105 [6] |
|
26.07.1979 |
Адыпсу |
Смешанный гляцио-ливневый характер, вызван обильными осадками |
4 |
Сейнова, с. 118 [6] |
|
26.07.1980 |
Адырсу |
Локальный, средний, гляцио-ливневый характер |
18 |
Сейнова. с. 154 [6] |
|
18.07.1983 |
Кулумкол-Су |
Ливневый дождь над мореной привёл к обрушению селевого желоба |
9 |
Черноморец, с. 97 [5] |
|
19.07.1983 |
Карабаши, Адыпсу, Кубасанты |
Смешанный гляцио-ливневый характер |
10 |
Сейнова, с. 109, 118, 137 [6] |
|
19.07.1984 |
Терскоп |
Гляцио-ливневый характер |
21 |
Сейнова, с. 113 [6] |
|
25.07.1984 |
Кубасанты |
Ливневый характер |
26 |
Сейнова, с. 137 [6] |
|
10.07.1985 |
Кандыбашсу |
Единичный, слабый, ливневый характер |
22 |
Сейнова, с. 154 [6] |
|
04.09.1985 |
Азау |
Единичный, слабый, ливневый характер |
20 |
|
|
10.08.1986 |
Азау |
Единичный, слабый, ливневый характер |
6 |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
05.09.1986 |
Кулумкол-Су |
Изменение подземных путей стока и перераспределение путей стока в привершинной части морены. |
2 |
Черноморец, с. 98 [5] |
|
18–20.06.1987 |
Кубасанты |
Микросели, образованные в нижнем течении Кубасанты, в результате подвижек и обрушения подошвы оползня, происходящих вне зависимости от метеоусловий |
22–24 |
Сейнова, с. 137 [6] |
|
24–26.06.1987 |
Кубасанты |
28–1 |
Сейнова, с. 137 [6] |
|
|
25.07.1987 |
Терскоп |
Гляцио-ливневый характер |
1 |
Сейнова, с. 113 [6] |
|
01.08.1989 |
Кубасанты |
Ливневый характер |
1 |
Сейнова, с. 137 [6] |
|
29.08.1994 |
Сагай |
Единичный, средний, ливневый характер |
23 |
Сейнова, с. 137 [6] |
|
15.07.1995 |
Сагаевский, Челмас, Адырсу, Кыртык |
Локальный, средний, ливневый характер |
19 |
Сейнова, с. 137 [6] |
|
12.08.1995 |
Терскоп, Адылсу |
Смешанный гляцио-ливневый характер |
17 |
Сейнова, с. 113, 118 [6] |
|
25–28.07.1996 |
Гарабаши, Азау, Адыпсу, Адырсу |
Массовый, крупный, гляцио-ливневый характер |
11–14 |
Сейнова, с. 154, табл. [6] |
|
20.08.1999 |
Герхожан-Су |
Многолетнее формирование селевого массива в перигляциальной зоне ледника Каяарты |
10 |
Сейнова, с. 134, [6] Черноморец, с. 44 [5] |
|
18–25.07.2000 |
Герхожан-Су |
Таяние ледников Западной Каяарты |
18–25 |
Черноморец, с. 58 [5] |
|
20–21.06.2002 |
Каяарты-Су |
Экстремальные ливни, которые привели к формированию селевых потоков и наносоводных паводков + насыщение водой моренных отложений |
11–12 |
Черноморец, с. 70 [5] |
|
05.07.2002 |
Каяарты-Су |
Перекрытие русла реки оползнями |
25 |
Черноморец, с. 70 [5] |
|
20.09.2002 |
Геналдон |
Ледово-каменный обвал ледника Колка в р. Геналдон привёл к формированию грязекаменного селя |
14 |
Черноморец, с. 111 [5] |
В целях получения качественной картины вероятности уменьшения прочностных характеристик грунтовой массы были проведены следующие лабораторные исследования по моделированию системы «грунтовая масса – силы гравитации» [3]. В качестве грунта использовался песок средней зернистости, перемешанный с металлической стружкой. Угол естественного откоса полученной массы, определённый на типовом лабораторном приборе по определению угла естественного откоса грунта, составил 36°.
Результаты исследования и их обсуждение
Экспериментально было показано, что при дальнейшем воздействии силы гравитации на массив грунта (которые моделировали собой силы гравитации, создаваемые Луной и Солнцем в фазе сизигий – полнолуния) угол естественного откоса уменьшился на 2°.
Таким образом, экспериментально установлено активизирующее влияние сил гравитации на массив грунта, находящийся в состоянии предельного равновесия.
Причиной возникновения селевого потока различных типов считается сочетание трёх критических условий: наличия рыхлообломочной горной породы, воды и уклона [1, 2]. При этих условиях создается состояние массива грунта близкое к критическому – предельное состояние грунтов в зоне селевого очага. Поэтому есть основания полагать, что активирующим фактором на изменение предельного состояния слоев грунта – активизацию оползней и селевых потоков может быть изменение сил гравитации в фазе сизигий.
Был проведен статистический анализ результатов схода селей, выполненных ранее И.Б. Сейновой, Е.А. Золотарёвым [5] и С.С. Черноморцем [6], в регионе Центрального Кавказа за 47-летний период (1960–2007 гг). Результаты анализа схода селей, показанных в таблице, представлены графически на рисунке.
График прохождения селевых потоков в увязке с лунным календарём, построенный на основании результатов таблицы
На основе рисунка была установлена статистическая связь гравитационного влияния Луны и Солнца в фазе сизигий на поведение грунтовых массивов в селевых очагах, находящихся в условиях предельного равновесия (рисунок).
Из рисунка следует, что в период максимального воздействия сил гравитации (в фазе сизигий) сход селевых потоков значительно учащается.
Активизацию схода селевых потоков в фазе сизигий можно объяснить следующим. В фазе новолуния наблюдается максимальная активность сил гравитации (притяжение земной поверхности Луной и Солнцем) на земные процессы и в этом случае приливная волна в открытом океане достигает 1 м (на поверхности суши – 0,25 м) [4]. Вектор силы гравитации «Солнце – Луна» направлен на участок земной коры, т.е. суммарная сила гравитации снижает силу давления грунтов на наклонной плоскости. Тогда возрастает сила, действующая на слои грунтов, находящеися на наклонной плоскости, что является активирующим фактором критического состояния грунтов. Возможно, происходит ослабление межмолекулярных связей между твёрдыми частицами грунта, между которыми находится вода, обволакивающая твёрдые включения.
Заключение
1. На основе статистических данных установлено, что количество селей, выявленных в течение 47-летнего периода наблюдений (1960–2007 гг.), сошедших в районе Центрального Кавказа, проявили свою активность в фазы сизигий и оказались значительно чаще наблюдаемых сходов за этот период.
2. Впервые показано, что возможен процесс активизации возникновения селей за счет изменения гравитационных сил в период фазы сизигий (Луна и Солнце расположены вдоль линии с одной стороны Земли), когда гравитационные силы воздействия на участки земной коры по направлению вектора воздействия сил гравитации максимальны.
3. Для повышения безопасности не рекомендуется осуществлять туристские маршруты в фазы сизигий на склонах гор Центрального Кавказа, где существует возможность активизации селевых потоков.
4. В целях подтверждения выдвигаемой гипотезы необходимо проведение анализа статистических исследований по активизации селевых очагов в фазы сизигий в других регионах России.
Рецензенты:
Янукян Э.Г., д.ф.-м.н., декан инженерного факультета, Северо-Кавказский федеральный университет, филиал, г. Пятигорск;
Казуб В.Т., д.т.н., профессор, зав. кафедрой физики и математики, Пятигорская государственная фармацевтическая академия, г. Пятигорск.