ТЕКТОНИЧЕСКИЕ И ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРИРОДНЫХ И ТЕХНОПРИРОДНЫХ КАТАСТРОФ
ТЕКТОНИЧЕСКИЕ И ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРИРОДНЫХ И ТЕХНОПРИРОДНЫХ КАТАСТРОФ |
|
| Design by Egor Susin |
Ю.М.Вольфман, Н.Н.Новик
(Отдел сейсмологии Института геофизики им. С.И.Субботина НАН Украины).
Огромное значение для рациональной и безопасной хозяйственной деятельности человека имеет изучение строения, свойств и закономерностей развития геологической среды, которую можно рассматривать как совокупность открытых, разномас-штабных, различных по составу, строению и по особенностям функционирования при-родных геологических систем. Происходящие в геологической среде глубинные и при-поверхностные процессы (землетрясения, оползни, карстообразование, обвалы и пр.) могут представлять угрозу как для возводимых человеком объектов различного назначения, так и для его жизни. Кроме того, в процессе своей жизнедеятельности челове-чество само оказывает на геологическую среду интенсивное воздействие, в результате которого зачастую нарушается равновесие существующих природных геологических систем. Это нередко приводит к активизации негативных (иногда необратимых, с ката-строфическими последствиями) геологических процессов.
Природные геологические системы (геосистемы) представляют собой открытую для внешнего воздействия совокупность структурно-вещественных элементов в некотором объеме геологической среды, функ-ционально взаимосвязанных посредством энергообмена или массопереноса, как между собой, так и с другими геосистемами или их элементами. В случае привнесения в природную геосистему возмущающих техногенных факторов, способных изменить свойства последней и оказать влияние на особенности ее функционирования, данная геосистема может быть отнесена к разряду природно-техногенных или техноприродных. До определенного времени элементы геосистемы находятся в условиях динамического равновесия с другими элементами и геосистемами, с которыми они также связаны энергообменом или обменом вещества посредством массопереноса. Однако постоянно действующие или повторяющиеся внешние (в том числе, техногенные) воздействия на них могут привести к аддитивности возмущения, нарушению связей, обеспечивающих устойчивое функционирование природной геосистемы, и в результате к необратимым изменениям, нередко носящим катастрофический характер, после чего восстановление динамического равновесия природной или природно-техногенной геосистемы возможно только на новом энергетическом уровне. Поэтому при исследованиях природных систем следует обращать особое внимание на те из них, в которых процессы саморегуляции, с точки зрения скорости накопления возмущений и их релаксации, не равновесны и приводят к аддитивности возмущения и, в конечном итоге, к катастрофической развязке.
А.Е.Шейдеггер термином "природная катастрофа" (по отношению к человеку) обозначил "...любое изменение окружающей среды, ставящее под угрозу его (человека - авт.) жизнь или влияющее нежелательным образом на его работу" [1, стр.7]. И далее: "... катастрофа - это следствие нарушения стабильного состояния системы в определенном месте и в определенное время" [там же, стр.8]. Учитывая все вышеизложенное, можно сказать, что геологическая природная катастрофа - это представляющее опасность для человека быстрое (в геологическом времяисчислении) необратимое изменение состава, строения и (или) состояния геологической среды, обусловленное нарушением связей, обеспечивающих длительное устойчивое функционирование природной геосистемы или нескольких геосистем, произошедшее под влиянием постоянно действующих или периодически повторяющихся аддитивных внешних по отношению к этим системам воздействий. В зависимости от того, каково происхождение аддитивных воздействий, приведших к катастрофическому развитию геосистемы, - естественное или искусственное - геологические катастрофы можно считать природными или природно-техногенными (техноприродными).
С некоторой долей условности, в зависимости от размеров геосистем, объемов слагающего их вещества (горных пород, подземных вод и т.п.), порядка и ранга входящих в их состав структурных элементов, и, как следствие этого, в зависимости от энергетического уровня аддитивных возмущений, способных вывести геосистему из статического или динамического равновесия, и количества энергии, выделяемого при их катастрофическом развитии, все геосистемы можно разделить на природные надрегиональные (мегагеосистемы), природные (природно-техногенные) региональные (макрогеосистемы) и локальные геосистемы. Каждый ранг геосистем характеризуется определенным набором структурно-вещественных элементов, а также геодинамическими особенностями функционирования и взаимодействия этих элементов, что предопределяет, в конечном итоге, характер сопутствующих негативных геологических явлений и виды геологической опасности для человека, обусловленной катастрофическим развитием геосистем.
Так, структурно-тектоническими элементами надрегиональных геосистем (мегагеосистем) являются крупные геоструктуры (мегаблоки, области с разными типами, мощностью и степенью консолидации земной коры), сочленяющиеся между собой по зонам новейших (активизированных) разломов самого крупного - lll-го ранга. Геодинамические особенности функционирования мегагеосистем определяются взаимодействием и взаимоперемещением этих геоструктур земной коры под влиянием планетарных полей напряжений преимущественно 1-го порядка [2-4] вдоль зон разломов также 1-го порядка, представленных сдвигами, реже - взбросо- и сбросо-сдвигами, взбросами, сбросами. Масштаб геосистем и особенности их функционирования предопределяют виды и энергетический уровень негативных (для человека) геологических явлений и, соответственно, типы возможных геологических катастроф и виды геологической опасности. Это, главным образом, повышенная сейсмичность, проявляющаяся в пределах горно-складчатых поясов и их структурного обрамления, в областях молодой консолидации и по периферии древних консолидированных массивов. При этом очаги землетрясений с максимальными магнитудами сосредоточены в узлах пересечения крупных разломных зон [5,6]. Нередко следствием функционирования мегагеосистем является активная вулкано-магматическая деятельность. Поскольку планетарное поле тектонических напряжений обусловлено, в основном, постоянно действующими лунно-солнечными приливными деформациями тектоносферы (волнами сжатия-растяжения) и ротационными силами, энергетический уровень, обеспечивающий функционирование мегагеосистем является чрезвычайно высоким. Об этом можно судить по величине энергии, выделяемой при крупных землетрясениях, и по объемам извергающегося вулканического материала.
Колоссальные массы вещества, задействованного в развитии геосистем этого ранга, и чрезвычайно высокий энергетический уровень взаимодействия слагающих их структурно-вещественных элементов делают, как правило, невозможным в настоящее время непосредственное вмешательство человека в функционирование мегагеосистем. Вследствие этого и сами мегагеосистемы, и обусловленные их функционированием геологические катастрофы являются, в основном, природными без участия какого-либо техногенного фактора. Правда, подобное утверждение может быть принято, в силу ряда обстоятельств, лишь с некоторыми оговорками. Во-первых, развитие технического прогресса и возможность в недалеком будущем овладения человеком новыми мощными источниками энергии могут привести к прямому (умышленному или нечаянному) вмешательству человека в глобальные природные (в том числе, и геологические) процессы, к значительному нарушению существующих на планете энергетического баланса и геодинамического режима. Во-вторых, и в настоящее время можно предположить некоторое опосредованное влияние человека на тектоносферу в целом в весьма крупных масштабах. Одна из схем этого влияния может быть следующей: жизнедеятельность человека приводит к изменению климата на планете (например, к созданию так называемого парникового эффекта); при этом происходит изменение статических и динамических параметров атмосферы и гидросферы. Соответствующим образом трансформируются степень и характер их влияния на геологическую среду и слагающие ее мегагеосистемы, что, в свою очередь, приводит к изменению динамических параметров функционирования этих геосистем. Создание детерминированных моделей этого и других подобных процессов в настоящее время вряд ли возможно, однако разработка прогнозных сценариев их развития хотя бы на качественном уровне является вполне разрешимой и весьма насущной задачей.
Тем не менее, возможности прямого вмешательства человека в функционирование мегагеосистем в настоящее время весьма ограничены, и доля техногенного фактора в их развитии несравнима с таковой в геосистемах более низких рангов, особенно, в локальных геосистемах. По этой же причине меры защиты от геологических катастроф этого ранга носят преимущественно пассивный характер, выражающийся в выборе относительно безопасных (асейсмичных или с пониженной сейсмичностью) территорий для промышленного и гражданского строительства. Научным обоснованием для такого выбора являются результаты сейсмического (общего или детального) районирования сейсмоопасных территорий. В случаях, если уход за пределы сейсмоопасных территорий невозможен по каким-либо причинам, для строительства применяются специальные конструктивные и планировочные мероприятия, повышающие до безопасного уровня сейсмостойкость возводимых зданий и сооружений.
Общее или детальное сейсмическое районирование имеет целью изучение пространственно-временных и энергетических особенностей функционирования сейсмотектонических мегагеосистем и предполагает, в конечном итоге, выделение сейсмогенерирующих структур (зон возможного возникновения очагов землетрясений - зон ВОЗ), оценку их сейсмического потенциала и определение степени воздействия на изучаемую территорию землетрясений, как генерируемых этими зонами, так и удаленных от объекта районирования. Некоторые результаты подобного сейсмотектонического анализа, проведенного авторами для Транскарпатской (Западно-Украинской) сейсмотектонической провинции, опубликованы ранее [5]. При этом в качестве минимальной и элементарной геодинамической единицы, отвечающей масштабу изучаемой мегагеосистемы и отражающей в полной мере современные геодинамические особенности последней, была принята Восточно-Карпатская складчатая дуга с прилегающими к ней Предкарпатским и Закарпатским прогибами и смежными участками юго-западного склона Восточно-Европейской платформы. Изолированное рассмотрение меньших блоков земной коры или частных геологических структур, участвующих в строении мегагеосистемы, привело бы к сокращению информационного пространства и, как результат, к возможным ошибочным заключениям о сейсмическом потенциале как отдельных частных структур, так и всей мегагеосистемы в целом. Исследования показали, что основные очаги транскарпатских землетрясений (с магнитудой 4 и более), зарегистрированные в пределах Западно-Украинской сейсмотектонической провинции, структурно приурочены к диагональным системам крупных зон разломов зем-ной коры, главным образом, к узлам их пересечений. Это свидетельствует в пользу того, что сейсмотектонические процессы в Восточных Карпатах, в основном, обуслов-лены планетарными системами полей напряжений I-го порядка, описанными авторами ранее, в том числе и в предыдущей статье этого сборника [2,4]. Эта связь послужила основой для расчетов пространственно-временных и энергетических параметров сейсмического режима и оценки их предельных значений для территории Западно-Украинской сейсмотектонической провинции [5]. Таким образом, была показана воз-можность создания детерминированной модели мегагеосистемы с целью прогноза сейсмической опасности на основе результатов системного изучения геодинамики, проявившейся в морфологии и кинематике неотектонических структур и в пространст-венно-временных особенностях распределения очагов землетрясений. Аналогичный подход к оценке предельных параметров сейсмичности на уровне мегагеосистем, ос-нованный на установлении корреляционных зависимостей между характеристиками структурно-тектонических элементов этих мегагеосистем и данными сейсмологических наблюдений, применим и для других сейсмоактивных регионов, в том числе, для Крымско-Черноморской и Восточно-Украинской сейсмотектонических провинций Ук-раины.
Структурно-тектоническую основу региональных геосистем (макро-геосистем) составляют крупные блоки (макроблоки) земной коры и новейшие (акти-визированные) разломы ll ранга - сдвиги, реже - взбросо- и сбросо-сдвиги, надвиги, взбросы, сбросы. Взаимодействие и взаимоперемещение этих блоков земной коры происходит под влиянием планетарных полей напряжений 1-го и реже - 2-го (транс-формированного) порядков. Вещественными элементами геосистем этого уровня яв-ляются региональные формационные (структурно-формационные) и инженерно-геологические комплексы, характеризуемые значительным площадным распростране-нием. Последнее обстоятельство определяет однотипность проявления негативных геологических процессов и явлений на больших территориях и, соответственно, воз-можность возникновения в пределах этих территорий геологических катастроф, близ-ких по своей природе. В качестве примеров таких вещественных комплексов можно привести карстующиеся известняки, лессы и лессовидные породы, пользующиеся ши-роким распространением в некоторых регионах Украины. Основную опасность, обу-словленную функционированием макрогеосистем, представляют повышенный (по сравнению с фоновым в регионе) уровень сейсмичности, особенно, в узлах пересече-ний региональных (II-го ранга) разломов, вулканические и грязевулканические прояв-ления, процессы оползнеобразования, карстообразования и другие. Большую роль в подготовке некоторых видов геологических катастроф, таких, как активизация ополз-ней, возникновение суффозионно-карстовых провалов и т.п., играют региональные гидрогеологические условия и, главным образом, региональное или даже локальное, в том числе - техногенное, нарушение условий естественного водообмена.
На первый взгляд, в вышеприведенной систематике существует противоречие между рангом геосистем и размерами обусловленных их функционированием катаст-роф. Так, лессовая формация имеет региональное распространение и является со-ставной частью соответствующей региональной геосистемы, в то время как природ-ные катастрофы, обусловленные полной или частичной потерей несущей способности лессовых грунтов, охватывают локальные по размерам участки, протяженностью де-сятки-первые сотни метров. Аналогичным образом, землетрясения (даже очень круп-ные) происходят в объеме тектоносферы, характеризуемом гораздо меньшими разме-рами, чем та мегагеосистема, следствием развития которой данные землетрясения явились. Причина этого кажущегося несоответствия заключается в том, что катастро-фические явления как способ релаксации возмущений, которым подвергается геосис-тема, происходят не повсеместно, а в самом слабом на момент катастрофы звене данной геосистемы, где сконцентрировано аддитивное суммарное воздействие не-скольких факторов, действующих в одном направлении. Поэтому причины (в том числе и техногенные) катастрофического развития геосистем зачастую не могут быть опре-делены однозначно и приписываться воздействию одного какого-либо фактора. В ка-честве же видимой причины геологической природной или техноприродной катастро-фы может выступать тот фактор, который сыграл лишь роль "спускового крючка" в мо-мент, когда геосистема уже находилась в состоянии, близком к критическому, под ад-дитивным воздействием нескольких других факторов. При этом, как показывает опыт изучения причин природных и техноприродных геологических катастроф, прямое или опосредованное влияние тектонических элементов (или их подсистем) и геодинамиче-ских обстановок играет весьма существенную роль в подготовке катастрофического развития многих макрогеосистем.
Проиллюстрировать вышесказанное можно на примере катастрофического оползня-потока, активизировавшегося 6 июня 1997 г. в микрорайоне Тополь-1 г. Днеп-ропетровска, и катастрофического оползня, возникшего 18-19 апреля 1997 г. на 18-м км автодороги Севастополь-Ялта. Первая из этих катастроф произошла в пределах древней консолидированной платформы в зоне развития пород лессовой формации, вторая - в пределах альпийской горно-складчатой области, характеризуемой активной тектоникой, сложным геологическим строением и многообразием вещественных (фор-мационных) комплексов.
Микрорайон Тополь-1 г. Днепропетровска расположен на межбалочном водо-раздельном плато в зоне развития верхнеплиоцен-четвертичных лессовых грунтов, мощность которых составляет более 30 метров. По своей несущей способности они относятся к категории слабых грунтов и характеризуются чередованием водопрони-цаемых и относительно водоупорных слоев. Лессы залегают на региональном водо-упоре, представленном красноцветными верхнеплиоценовыми глинами. Ниже по раз-резу расположены миоцен-плиоценовые карбонатно-терригенные осадочные образо-вания, а с глубины 80-100 м - породы гранитно-метаморфического фундамента Укра-инского кристаллического щита. Активизация оползня произошла по причине разжи-жения лессовых грунтов и полной потери их несущей способности. В результате этого грязеводяной поток вынес в смежную с микрорайоном балку огромную массу пород с образованием воронки площадью приблизительно 300х100 м и глубиной более 20 м. В считанные минуты были полностью разрушены девятиэтажный жилой дом, школа, детские сады, гаражные и другие хозяйственные постройки, погиб человек.
Произошедшая катастрофа явилась следствием чрезмерного подтопления тер-ритории, которое, на первый взгляд, было обусловлено исключительно техногенными (утечки из водонесущих коммуникаций и уменьшение испарения за счет асфальтиро-вания улиц, хозяйственных площадок, высокой плотности застройки) и экзогенными (инженерно-геологическими и гидрогеологическими) процессами. Однако, в процессе биогеофизического изучения особенностей изменения параметров естественного электромагнитного поля Земли (ЕЭМПЗ) была установлена пространственная связь зон развития подтопления лессовых грунтов как с понижениями рельефа первого ре-гионального водоупора, так и с разрывными тектоническими нарушениями в фунда-менте и осадочном чехле.
Анализ откартированных тектонических разрывов показал, что они являются разновозрастными и часто состоят из отдельных отрезков, которые по своему прости-ранию и падению сместителей не отвечают парагенезисам разрывов, образовавшихся в едином и синхронном поле планетарных тектонических напряжений. Однако в про-цессе новейших стадий тектогенеза произошла активизация и объединение в единые разломные зоны тех из них, которые более всего соответствовали современным сис-темам напряжений, независимо от порядка и их типа по отношению к положению оси максимальных сжимающих (растягивающих) напряжений (R-, L- сколы, отрывы) в мо-мент их образования. Оказалось, что ориентировка простираний выявленных активи-зированных разломов (рис.1) соответствует установленным прямыми наблюдениями в складчатых областях парагенезисам разрывов альпийского тектогенеза, образованных в планетарных полях тектонических напряжений, характерных для плейстоцена [2,3]. Из множества разрывов и их фрагментов, откартированных на площади исследований, не оказалось таких, которые не соответствовали бы новейшим и ныне действующим планетарным системам напряжений. При этом значительно преобладают структуры, образующие левосдвиговый парагенезис разрывов северо-западного простирания, свидетельствуя о том, что состояние планетарных полей напряжений на изучаемой площади с большой долей вероятности соответствует условиям субширотного сжатия или субмеридионального растяжения.
Современная (новейшая) активизация разрывных структур повлекла многочис-ленные и разнообразные последствия: а) движения крыльев разломных зон в виде крипа, что само по себе уже представляет опасность для инженерных сооружений; б) формирование открытых систем трещин и зон повышенной тектонической трещинова-тости в кристаллическом фундаменте и в нижней части осадочного чехла с потенци-альными возможностями их обводнения; в) образование трещинных структур, прони-кающих в отложения верхней части осадочного чехла и способствующих, тем самым, формированию фильтрационных окон в водоупорных горизонтах; г) образование по-нижений рельефа на поверхности регионального водоупора плиоценовых глин. Зоны тектонических разрывов и погребенные эрозионные формы рельефа на поверхности глин регионального водоупора способствовали концентрированному перераспределе-нию подземного стока, а по мере формирования грунтовых потоков - все более пол-ному обводнению разреза (включая относительно водоупорные горизонты) и поднятию уровня грунтовых вод в их пределах, в том числе, и за счет развивающегося подпора грунтовых вод в результате снижения водопроницаемости лессовых грунтов при их водонасыщении. В итоге, это обусловило чрезмерное подтопление и полное разжиже-ние грунта, а также предопределило возникновение многочисленных развивающихся деформаций зданий и сооружений, прежде всего, в пределах откартированных зон (участков) развитого подтопления и наиболее полного водонасыщения грунтов. Вне разломных зон и понижений рельефа регионального водоупора степень водонасы-щенности геологического разреза постепенно уменьшается.
Результаты проведенных исследований позволили построить карту зон повы-шенной геолого-экологической опасности для территории микрорайона Тополь-1 и прилегающих участков (рис. 2), содержащую также элементы геолого-экологического прогноза.
Оползень, активизировавшийся на 18-м км автодороги Севастополь-Ялта, про-ходящей в этом месте вдоль склона небольшой горной реки, разрушил участок полот-на дороги длиной около 80-100 метров, при этом вертикальная амплитуда смещения оползневого массива по заколам в головной части составила 10-15 метров. Комплекс-ное изучение геолого-структурных и гидрогеологических условий, спровоцировавших активизацию процессов оползнеобразования на данном участке, показало, что опол-зень активизировался в зоне сочленения двух активных тектонических разрывов: сдвиговой разломной зоны северо-западного простирания и примыкающей к ней с се-веро-востока зоны надвига, по которой юрские известняки надвинуты на глины нижнего мела. Вдоль фронта надвига сформировалась мощная зона тектонического меланжа (рис.3), представленная глыбами известняков и рассланцованными перетертыми гли-нами с многочисленными зеркалами и поверхностями скольжения. Формирование вышеназванных зон обусловлено субширотным планетарным сжатием и системами напряжений, производными от него. Разрывы северо-западной ориентировки образуют левосдвиговый парагенезис, в котором структуры I-го порядка представлены субверти-кальными R- и L-сколами (рис.4). На протяжении альпийского тектонического этапа они меняли ориентировку, соответственно, от 300° до 285° и от 320° до 305°. Структу-ры второго порядка представлены только субвертикальными R-сколами с ориентиров-кой 350°- 332°. Левосдвиговые перемещения по разрыву северо-западной ориенти-ровки, в зоне динамического влияния которого находится оползень, обусловили кон-центрацию реактивных напряжений в активном (северо-восточном) крыле разлома и формирование поля напряжений, в котором ось максимальных сжимающих напряже-ний соответствует направлению максимальных касательных напряжений в поле 1-го порядка - с северо-запада на юго-восток. Под влиянием этого трансформированного поля напряжений в периоды повышенной тектонической активности в активном крыле разлома северо-западной ориентировки была максимально реализована возможность развития деформаций в направлении к дневной поверхности. Это нашло отражение в образовании пологих разрывов северо-восточного и субширотного простираний с юго-восточным и южным падением и в надвигании по ним юрских известняков на толщу нижнемеловых глин. Все системы напряжений, связанные с этими разрывами, харак-теризуются субгоризонтальным положением осей максимальных сжимающих и про-межуточных напряжений и субвертикальным или относительно крутым положением оси минимальных сжимающих (растягивающих) напряжений. С омоложением подви-жек происходит постепенное отклонение от горизонтального положения оси макси-мальных сжимающих напряжений и возрастает роль вертикальной составляющей общего вектора смещений по разрыву. Трещинные структуры имеют свежий облик, что свидетельствует в пользу современной тектонической активности разрывов.
Оползень приурочен к зоне динамического влияния разлома северо-западного простирания и по ширине полностью в нее укладывается; при этом тело оползня лока-лизовано в зоне развития тектонического меланжа. Таким образом, в оползневых смещениях участвуют тектонически подготовленные отложения. Боковые поверхности скольжения оползня являются продолжением поверхностей левосдвиговых смещений разлома и отвечают ориентировке максимальных касательных напряжений в системах тектонических напряжений. Тектонические смещения в активном крыле разрыва, в ко-тором расположен оползень, кинематически соответствуют горизонтальной состав-ляющей смещения оползня. Ориентировка борозд и штрихов зеркал скольжения на поверхностях тектонических разрывов часто согласуется с направлениями смещения оползневого массива. В головной части оползневого массива имеются многочислен-ные субширотные разрывы с крутым падением сместителя в направлении сползания оползня, что предопределяет образование его отрывов по уже подготовленным по-верхностям.
Разрывные смещения по разлому, в зоне динамического влияния которого на-ходится оползень, связаны с полем планетарного субширотного сжатия, которое наи-более подвержено воздействию приливных эффектов. В связи с этим, активизация тектонических движений, в том числе и крипа, может иметь квазипериодический харак-тер и являться дополнительным источником концентрации напряжений в горном мас-сиве, подверженном оползневым смещениям, наряду с общей концентрацией напря-жений, обусловленной особенностями распределения масс на горном склоне.
Гидрогеологические условия участка развития оползня в значительной степени определяются особенностями геологического строения. Установлено, что степень во-донасыщенности пород в пределах площади имеет крайне неравномерный характер. Участки максимальной обводненности пространственно приурочены к зонам выявлен-ных разломов, давая основание сделать вывод о том, что через участок проходят пути транзита подземных вод от области питания к области разгрузки, главным образом, по разломно-трещинным зонам. Это обстоятельство предопределяет и неравномерность степени обводненности четвертичных отложений, водонасыщенность которых значи-тельно выше над разломно-трещинными зонами. При этом максимальной обводненно-стью характеризуется зона развития тектонического меланжа. На западном ее фланге имеет место перехват подземных вод зоной разлома северо-западного простирания, в нижней части которой происходит частичная разгрузка по системе родников. Вероятно, именно эта зона являлась основной причиной повышенной обводненности оползнево-го массива в момент его активизации.
Приведенные примеры свидетельствуют о том, что роль и степень влияния тек-тонического фактора и геодинамических обстановок на условия подготовки и реализа-цию природных катастроф может быть различной. Однако, эти факторы, как правило, являются одним из основных атрибутов соответствующих геосистем, прямым образом или посредством усиления других факторов способствуя выводу этих геосистем из равновесного состояния.
Структурно-тектонической основой локальных геосистем служат мелкие тек-тонические блоки и микроблоки земной коры, разделенные новейшими (активизиро-ванными) разломами l ранга и зонами концентрированной трещиноватости пород. Взаимодействие и взаимоперемещение блоков и микроблоков локальных геосистем обусловлено планетарными полями напряжений 1-го порядка и трансформированны-ми полями напряжений 2-го и 3-го порядков. Нередко происходит гравитационное пе-ремещение масс горных пород в условиях расчлененного рельефа. Поэтому разрыв-ные элементы в этих геосистемах характеризуются широким спектром структур как эн-догенного (сдвиги, взбросо- и сбросо-сдвиги, надвиги, взбросы, сбросы, крупные тре-щины без видимого смещения крыльев), так и экзогенного (трещины бокового отпора, оползневые заколы и т.п.) происхождения.
Литологические, инженерно-геологические и гидрогеологические элементы ло-кальных геосистем представлены разнообразными формационными, фациальными и локальными инженерно-геологическими комплексами, имеющими ограниченное пло-щадное распространение. Гидрогеологические обстановки в их пределах нередко ха-рактеризуются локальными нарушениями естественных условий водообмена. Нега-тивные явления, возникающие при достижении локальными геосистемами критическо-го состояния, хоть и имеют ограниченное распространение, но весьма многообразны. Это - мелкие оползни, карстовые воронки, осадки грунта, подтопление, локальное при-ращение сейсмической балльности за счет инженерно-геологических и гидрогеологи-ческих условий, более высокая степень разрушений над разломно-трещинными зона-ми при землетрясениях, криповые явления. Местоположение и характер их проявле-ния нередко обусловлены влиянием структурно-тектонических факторов. Однако су-ществуют геосистемы, для катастрофического развития которых не требуется прямого вмешательства активной тектоники. Примером этого могут служить чреватые катаст-рофическими последствиями просадки зданий и сооружений над погребенными ста-рицами древних водотоков, изучаемые авторами в Киеве на левобережье Днепра, возникающие в результате интенсивного обводнения верхних частей геологического разреза и уплотнения органоминеральных пород в условиях интенсивной застройки.
Уменьшение масштаба геосистем и, соответственно, размеров проявления не-гативных процессов и явлений способствует возможному усилению техногенного влияния на особенности развития локальных геосистем, поэтому нередко именно фак-торы техногенного воздействия на геологическую среду являются основной причиной возникновения локальных природных катастроф. С другой стороны, эти же обстоя-тельства (небольшие размеры и ограниченное распространение негативных явлений) позволяют широко применять средства активной инженерной защиты территорий.
| Design by Egor Susin |
