Текст книги "Основы безопасности жизнедеятельности. 7 класс"

В Тирренском море есть небольшой остров Вулкане Большую часть его занимает гора. Еще в незапамятные времена люди видели, как из ее вершины иногда вырывались черный дым, огонь и на большую высоту выбрасывались раскаленные камни. Древние римляне считали этот остров входом в ад и полагали, что владел им бог огня и кузнечного ремесла Вулканус. По его имени огнедышащие горы и стали называть вулканами.

Вулканы располагаются в сейсмоактивных поясах. Особенно много их в Тихоокеанском поясе. В Индонезии, Японии, Центральной Америке насчитывается по нескольку десятков активных вулканов. Всего же на суше их от 450 до 600 действующих и около тысячи «спящих». В опасной близости от активных вулканов проживает около 7 % населения Земли.

В России опасности вулканических извержений и цунами подвергаются Камчатка, Курильские о-ва, о. Сахалин. Потухшие («спящие») вулканы есть на Кавказе.

На Кавказе потухшими вулканами специалисты считают горы Шалбуздаг (в Дагестане) и Казбек (один из пятитысячников Кавказа). Что касается горы Эльбрус, то и ее некоторые ученые считают «спящим» вулканом, деятельность которого еще не закончилась: на склонах горы иногда заметны облачка выходящих газов.

Самая северная из огнедышащих гор Камчатки – вулкан Шивелуч, возвышающийся на 3335 м на левом берегу р. Камчатки. Вулкан очень активный, с «буйным норовом».

Ранним утром 12 ноября 1964 г. он неожиданно взорвался, выбросив тучи пепла на высоту 15 км. В них непрерывно сверкали молнии, грохотал гром. Пепловая туча быстро перемещалась в сторону побережья Тихого океана и через час накрыла городок Усть-Камчатск. Далее она двинулась к Командорским о-вам. Пепел падал в полной темноте и столь обильно, что на каждом квадратном метре его оказалось почти 30 кг. Всего было выброшено более 1,5 км³ пепла. Извержение продолжалось около часа. После него на месте главной вершины вулкана образовался кратер глубиной 700–800 м и диаметром до 3 км.

Взрывная волна со скоростью 300 м/с распространилась на площади в десятки квадратных километров и уничтожила лес. Сила взрыва была такова, что глыбы весом до 3 т летели на расстояние от 2 до 12 км. Пепел мгновенно растопил снег на склонах вулкана. Потоки грязи и камней ринулись в долину, сметая все на своем пути. Лавина горячих камней разного размера засыпала мощную реку. Извержение, продолжавшееся столь короткое время, наделало бы много бед, если бы произошло в другом месте; хорошо, что этот район оказался малонаселенным.

Проживание людей вблизи вулканов иногда приводит к страшным катастрофам, примером которой может стать гибель знаменитой Помпеи при извержении Везувия в 79 г.

Извержение вулкана часто сопровождается землетрясением, усиливающим вулканическую активность. Слышится подземный гул, усиливается выделение газов и паров, повышается их температура, сгущаются облака над вершиной вулкана, его склоны начинают вспучиваться. Потом под давлением газов, вырывающихся из недр Земли, происходит извержение. На тысячи метров выбрасываются вверх густые черные тучи газов и паров воды, смешанных с пеплом, покрывая мраком окрестности. С грохотом из кратера летят куски раскаленных докрасна камней. Из черных густых туч на землю сыплется пепел. Если в это время идет дождь, вниз льются потоки грязи, скатываясь со склонов горы с большой скоростью и затопляя окрестности.

Извержение вулкана, вероятно, самое удивительное зрелище в природе.

Если подняться на вершину действующего вулкана, когда он спокоен, то будет видна глубокая впадина с обрывистыми краями – это кратер. В кратер вулкана выходит жерло – канал, по которому из недр Земли поднимается жидкая магма. Раньше считалось, что очаги магмы располагаются глубоко под землей. Но исследования показали, что магма может находиться и близко к поверхности, подогревая водяные и грязевые горячие источники и периодически фонтанирующие источники – гейзеры. Дно кратера покрыто обломками крупных и мелких камней, а из трещин на его дне и стенках поднимаются струи газа и пара. Эти струи называют фумаролами (от итальянского слова fumare – дымиться). Они либо спокойно выходят из-под камней и из щелей, либо бурно вырываются с шипением и свистом. Кратер наполняется удушливыми газами. Поднимаясь вверх, они образуют на вершине вулкана облачко. Чаще всего вулкан спокойно курится месяцы, а иногда и годы. Однако извержение заканчивает период покоя.

Лава бывает жидкой, вязкой и густой. В зависимости от характера лавы различают разные типы вулканов и их извержений.

При жидкой лаве возникают невысокие кратеры, лава быстро разливается на значительные площади. Такие вулканы есть в Исландии, на Гавайских о-вах.

При вязкой лаве образуются более высокие кратеры. Извержения сопровождаются большим количеством вулканических бомб, ярким заревом, оглушительными взрывами. Примерами таких вулканов служат вулкан Стромболи в Италии и один из вулканов на Гебридских о-вах.

Вероятно, наиболее опасны и непредсказуемы извержения при очень густой лаве, когда жерло вулкана закупорено. Тогда газы пробиваются на свободу на склоне горы, образуя «палящие тучи» – тучи раскаленного газа и пепла, удерживающиеся у самой поверхности земли. «Палящая туча» может преодолевать горные гряды километровой высоты и проходить 150-километровые расстояния со скоростью 100 м/с.

Перечислим опасные явления, прямо или косвенно связанные с извержениями вулканов.

Раскаленные лавовые потоки. Жидкие потоки обычно имеют толщину менее 5 м (иногда лишь 2 м). Скорость их течения достигает 100 км/ч. Они проходят путь до десятков километров и покрывают площадь до сотен квадратных километров. Толщина вязких потоков достигает десятков метров. Их скорость значительно меньше, иногда лишь несколько метров в сутки. Длина их пути обычно менее 10 км (до подножия вулканической горы).

Палящие лавины, состоящие из глыб, песка, пепла и вулканических газов с температурой до 700 °C. Они спускаются по склону вулкана со скоростью до 150–200 км/ч и проходят путь длиной до 10–20 км.

Тучи пепла и газов, выбрасываемые в атмосферу на высоту 15–20 км, а при мощных взрывах – на высоту до 50 км. Толщина слоя откладывающегося пепла вблизи вулкана может превосходить 10 м, а на расстоянии 100–200 км от источника – 1 м. Под толстым слоем пепла гибнет все живое, а его тонкий слой вместе с жидкими осадками из вулканических туч может вызывать резкое усиление коррозии металлов, быть токсичным для растений и животных на площади до десятков тысяч квадратных километров.

Взрывная волна и разброс обломков. При взрывах вулканов объем выбросов измеряется кубическими километрами (при взрыве вулкана Санторин около 3,4 тыс. лет назад он составил от 13 до 18 км³, при взрыве вулкана Кракатау в 1883 г. – до 70 км³). При взрыве, направленном в сторону, ударная волна с температурой до нескольких сотен градусов разрушительна на расстоянии до 20 км, разбрасываемые вулканические бомбы имеют диаметр 5–7 м и отлетают на расстояние до 25 км (при вертикальном выбросе – до 5 км).

Водяные и грязекаменные потоки. Движутся со скоростью до 90—100 км/ч. Проходят путь до 50 и даже 300 км. Покрывают площадь до сотен квадратных километров. Источниками воды могут служить сама магма, кратерные озера, снежно-ледяной покров вулканов, а также грозовые ливни, вызываемые извержениями.

Резкие колебания климата, обусловленные изменением теплофизических свойств атмосферы из-за ее загрязнения вулканическими газами и аэрозолями. При крупнейших извержениях вулканические выбросы распространяются в атмосфере над всей планетой. Примеси диоксида углерода (углекислого газа) и силикатных частиц могут создавать парниковый эффект, ведущий к потеплению климата.

Предвестником извержения вулкана служат вулканические землетрясения. Специальные приборы регистрируют изменения наклона земной поверхности вблизи вулканов. Перед извержением изменяются местное магнитное поле и состав вулканических газов. В районах активного вулканизма созданы специальные станции и пункты, в которых ведут непрерывные наблюдения за вулканами, чтобы вовремя предупредить об их пробуждении. Так, на Камчатке в 1955 г. было предсказано извержение вулкана Безымянный, в 1964 г. – вулкана Шивелуч, затем – Толбачикских вулканов.

Единственным способом спасения людей при извержениях вулканов остается эвакуация населения. Скорость распространения лавы невелика, но она сжигает все на своем пути. Происходит интенсивный выброс вулканического пепла, ухудшающего видимость, а также раскаленных камней. Эти камни разрушают строения, вызывают пожары, наводят ужас на людей.

Опасное воздействие относительно медленных лавовых потоков можно уменьшить тремя способами:

• отклонить поток;

• разделить его на несколько мелких;

• остановить путем охлаждения, создания земляной стенки, каменной кладки и т. п.

Так, в 1960 г. во время извержения вулкана Килуаза старшина местной пожарной охраны был поднят на смех властями за решение обливать водой наступающую на деревню лаву. Между тем лава была охлаждена и застыла. Через 13 лет, в 1973 г., его смелому примеру последовали исландцы во время извержения вулкана Киркефедль. Подавая из моря воду на лавовый поток, удалось остановить катастрофу.

Приносит успех и разделение лавового потока на несколько ветвей.

В 1935 г. на Гавайских о-вах лавовый потоке вулкана Мауна-Лоа угрожал городу. Была успешно произведена бомбардировка потока с самолета, лава растеклась по склонам и застыла. Смертельный поток, угрожавший городу, был остановлен за два дня.

Иногда применяют бомбардировку и для разрушения стенки кратера и направления потока лавы в безопасном направлении.

Дополнительную опасность для людей представляют образовавшиеся из выпавшего дождя и пепла грязевые потоки, движущиеся с относительно высокими скоростями. При этом можно спастись, направив такой поток в безопасное направление, например в водохранилище.

Обильное выпадение пепла опасно тем, что он в больших количествах накапливается на крышах домов. В этом случае его необходимо сбрасывать вниз.

Схема 6. Что делать в случае извержения вулкана

Эвакуацию населения производят при малейших признаках извержения вулкана.

Самой же большой опасностью остается «палящая туча», от которой можно спастись лишь бегством.

Необходимо помнить, что силы природы, таящиеся в вулканах и других стихиях, значительно больше человеческих. К природе необходимо всегда относиться с уважением.

Самый надежный и безопасный способ уберечься от извержения вулкана – выбор места жительства в отдалении от действующих вулканов.

Поскольку перед извержением вулкана происходит землетрясение, то все правила поведения людей во время его актуальны и в случае извержения вулкана.

Вопросы и задания

1. Что вы знаете из истории вулканов?

2. Какие бывают вулканы и в чем их опасность?

3. Как устроен вулкан?

4. Какое стихийное бедствие сопутствует извержению вулкана?

5. Назовите и покажите на карте нашей страны активные и потухшие вулканы.

6. Покажите на карте основные пояса вулканической активности.

7. Чем опасны извержения вулканов и их последствия?

8. Перечислите основные способы уменьшения ущерба от извержения вулканов.

9. Каков порядок действий при объявлении угрозы извержения вулкана?

10. Выясните, возможно ли в вашей местности извержение вулкана, где он находится, когда было последнее извержение, есть ли потухшие вулканы.

Глава 4. Оползни, сели, обвалы, снежные лавины

К наиболее распространенным геологическим природным явлениям, которые могут привести к чрезвычайным ситуациям, относят оползни, сели, обвалы, лавины.

Общее условие возникновения этих опасных природных явлений – начало смещения грунта, горных пород, снега или льда вниз по склону.

На территории Российской Федерации есть районы, где часто происходят оползни, сели и обвалы. Это Северный Кавказ, Урал, Саяны, Приморье, Камчатка, Сахалин.

Из истории оползней

Далеко на севере Аляски находится бухта Литуя, входящая в состав национального парка Глейшер-Бей. Узкий рукав соединяет бухту Литуя с открытым пространством бухты Аляска. Сильное землетрясение на сейсмическом разломе 9 июля 1958 г. спровоцировало оползень на склоне горы над бухтой Литуя. Огромная масса камней и земли ринулась вниз, обнажая горные склоны. Движущаяся масса обрушилась на северный рукав бухты, завалила его и имела еще достаточно силы, чтобы въехать вверх по противоположному склону горы, содрав с него покров леса, на высоту более 300 м. Оползень породил гигантскую волну, которая буквально вымела бухту Литуя в сторону океана. Волна была так высока, что перехлестнула целиком всю отмель в устье бухты.

Бухта Литуя – излюбленное место рыбной ловли, и три рыбацких судна были там, когда обрушилась волна. Один баркас, с Биллом и Ви Свансонами на борту, был поднят высоко над уровнем моря, легко перенесен через одну из отмелей и сброшен в океан. Баркас затонул, но Свансоны чудом уцелели и были спасены в море двумя часами позже. Во время кошмарной качки на гигантской волне их суденышко колотило о деревья и обломки. В тот момент, когда их переносило через отмель, они увидели под собой стоящие деревья. Из двух других баркасов один благополучно выдержал волну, но другой затонул, а находившиеся на нем люди пропали без вести. Шкипер уцелевшего баркаса оценил высоту волны в 30 м.

Оползень – смещение масс горных пород по склону под воздействием собственного веса и дополнительной нагрузки вследствие подмыва склона, переувлажнения, сейсмических толчков и иных процессов.

В 1963 г. в Италии оползень объемом 240 млн м³ накрыл пять городов, погубив при этом 3000 человек. В 1989 г. оползни в Чечено-Ингушетии повлекли за собой повреждения в 82 населенных пунктах 2518 жилых домов, 44 школ, 4 детских садов, 60 объектов здравоохранения, культуры, торговли и бытового обслуживания.

Оползни образуются в различных породах в результате нарушения их равновесия или ослабления прочности. Они могут быть вызваны и естественными (природными), и искусственными (антропогенными) факторами.

Природные факторы, непосредственно влияющие на образование оползней, – землетрясения, переувлажнение склонов гор интенсивными атмосферными осадками или грунтовыми водами, речная эрозия, абразия и др.

Антропогенные (связанные с деятельностью человека) факторы – подрезка склонов при прокладке дорог, вырубка лесов и кустарников на склонах, производство взрывных и горных работ вблизи оползневых участков, неконтролируемые распашка и полив земельных участков на склонах. Согласно международной статистике, до 80 % современных оползней связано с антропогенным фактором.

Оползни обычно сходят со склонов, имеющих крутизну более 19°, но иногда и со склонов крутизной 5–7°.

Оползнеопасные районы занимают около 40 % площади России. Довольно часто они происходят в Поволжье, в Саратовской области, в районе Волгограда, на берегах р. Дона, в долине р. Кубани, во многих районах Сибири. Наибольшую опасность представляют оползни, которые развиваются на территории городов. Таких городов в нашей стране более 700.

Иногда оползни происходят внезапно. Вдруг часть склона с изумрудной весенней травой покрывается серповидными трещинами, и огромная масса, отделившись от склона, начинает двигаться вниз. Нередко скорость ее движения очень велика – 10 м/с и более. На месте яркого травяного ковра образуется бурая рваная «рана» – глубокая впадина с отвесными стенками, а внизу, у подножия склона, – сползшая из нее хаотическая масса грунта. В нижней части склона оползень сдавливает грунт и образует своеобразные напорные валы.

Вне зоны многолетней мерзлоты обычно происходят так называемые оползни скольжения. Это оползни-потоки шириной до десятков и длиной до сотен метров. В европейской части России, например, от них страдают десятки городов, расположенных на высоких берегах рек.

Оползень может быть почти или вовсе неподвижен в течение многих лет. В периоды же краткосрочной активизации скорость его движения может достигать десятков метров в час.

На схеме 7 приведена классификация оползней по их масштабу, месту образования и мощности.

Схема 7. Классификация оползней

Одной из причин образования оползней является вода, просочившаяся по трещинам и порам в глубь пород и ведущая там разрушительную работу. Она пропитывает рыхлые отложения, увлажняет глины. Такой увлажненный слой играет роль смазки между пластами горных пород. Когда происходит разрыв между частями слоя, оторвавшаяся масса начинает как бы «плыть» вниз по уклону пластов.

Оползни особенно энергично развиваются весной или во время летних дождей, а на берегах морей – после сильных штормов, когда волны подрезают берег.

На севере Ирана во время землетрясения летом 1990 г. происходили частые сухие оползни, разрушавшие дома, дороги, плантации. Один из крупных оползней сошел на госпиталь, похоронив десятки людей на глубину в несколько метров. Группе российских спасателей, участвовавших в оказании помощи пострадавшим при этом сильном землетрясении, также угрожала опасность быть погребенными под толстым слоем земли во время очередных толчков.

Один из участников российской спасательной экспедиции вспоминает: «Ночью вдруг все загудело. Проснувшись, почувствовали тревогу: понять, что происходит, было трудно. Большинство из нас ночевало в большой палатке с одним узким выходом… Слышался гул оползающей недалеко земли, похожий на гул снежной лавины. Опасность была налицо, ведь над нами располагался склон с трещинами отрыва по верхней части… Поэтому кто-то уже успел за доли секунды выскочить из палатки на улицу; кто-то, кто был далеко от входа, приготовился резать палатку, чтобы выбраться; кто-то еще не мог понять, что происходит… Однако подземные толчки прекратились, грозные обвалы также остановились. Беда нас миновала. Правда, эта ночь запомнилась всем, кто ее пережил».

Из истории селей

В 1921 г. город Верный, уже ставший городом с 5-тысячным населением, получил новое, казахское название – Алма-Ата. То лето было необычайно дождливым. В июне весь день шли короткие, но мощные ливни, горы были закрыты низкими темными тучами. В 8 часов вечера жители Алма-Аты услышали нарастающий низкий гул со стороны гор. Это был водяной вал высотой до 5 м, несущийся по руслу р. Малой Алматинки. Переполненная река затопила прибрежные городские кварталы. Вода залила дворы, унося прочь мусор и мелкую домашнюю живность, но быстро стала спадать, не наделав больших бед.

Горожане успокоенно отходили ко сну. Но многим из них проснуться было не суждено. Ибо за водным потоком в сгустившейся тьме надвигался огромный тяжелый вал из грязи, камней и поваленных древесных стволов. На своем пути он выдирал из склонов гор и дна ущелья все новые тонны песка и камней, тем самым все увеличивая свою силу. Минут через 20 после прохода водяного вала каменный вал вышел в долину и обрушился на сады и дачные домики у подножия гор.

Сель достиг бетонной плотины, перекрывавшей Малую Алматинку, навалился на нее громадным, все растущим нагромождением высотой до 10 м и оттуда хлынул на городские улицы, настигая каждого, кто замешкался с бегством.

Вал грязи высотой с двухэтажный дом и шириной 200 м навалился на первые кварталы и пошел через город из конца в конец. Избы и глинобитные домики рушились под напором грязевой стены, несущей в себе глыбы камня, вес которых достигал 20 т. Стволы деревьев, бревенчатые стены домов и заборов перемалывались, как щепки в челюстях какого-то зверя. Некоторые дома были сорваны с фундаментов и плыли по гребню селевого потока. В их окнах горел свет и мелькали силуэты людей, мечущихся в панике.

Бедствие это было особенно страшно, потому что случилось оно в безлунную ночь при проливном дожде, в абсолютной темноте, и гибнущие люди часто даже не понимали, что происходит.

На месте многих кварталов уже расстилалась пустыня из грязи, камней, поваленных деревьев и трупов домашних животных, а гул, ползущий со стороны гор, не утихал. Не прошло и минуты, как вслед за этой грязевой стеной на город навалилась вторая, разрушая все, чего не коснулась первая. Потом пришел третий вал, четвертый, пятый… И так до десятка, а, по иным подсчетам, и до 80 селевых волн, шедших одна за другой, обрушились на Алма-Ату в течение часа. Общий вес камней, принесенных ими в город, составлял более 3 млн тонн.

Когда наутро жители города стали подходить к местам наибольшего разрушения, то впечатление от того, что они увидели, было настолько ужасающим, что никто даже не обменивался ни одним словом. Все молча, подолгу стояли на одном месте, совершенно подавленные, стараясь припомнить, что же было раньше на месте лежащего перед их глазами каменного хаоса или преграждающей путь глубокой промоины.

Погибли более 500 человек, сотни получили травмы и увечья. Сель разрушил до основания 65 жилых домов и 174 хозяйственные постройки, уничтожил все мельницы, два кожевенных завода и табачную фабрику. Если бы не здешние градостроительные правила, запрещавшие домам слишком близко тесниться друг к другу, разрушений и жертв было бы несравненно больше.

Сель представляет собой внезапно формирующийся в руслах горных рек временный поток, состоящий из смеси воды и рыхлообломочной горной породы (грязи, камней). Слово «сель» происходит от арабского «сайль», означающего бурный поток. В зависимости от соотношения твердого и жидкого вещества сели бывают грязевые, грязекаменные и водокаменные. Сели образуются, как правило, в горах в результате:

• естественного процесса разрушения гор, при котором скальные обломки накапливаются в понижениях, откуда они с талой водой могут быть снесены вниз;

• извержений вулканов, когда дождевая вода, смешиваясь с вулканическим пеплом, образует селевые потоки; подвижек земной коры при землетрясениях;

• хозяйственной деятельности человека: вырубки лесов и распашки земель на горных склонах, взрывов горных пород при прокладке дорог, взрывных работ в карьерах, неправильной организации отвалов и повышенной загазованности воздуха, губительно действующей на почвенно-растительный покров.

Сели возникают в сухих долинах, балках, оврагах или по долинам горных рек, имеющих в верховьях значительные уклоны. Для них характерны резкий подъем уровня, волновое движение потока, кратковременность действия (в среднем от одного до трех часов) и значительный разрушительный эффект.

Непосредственные причины зарождения селей – сильные ливни, прорыв перемычек водоемов, интенсивное таяние снега и льда, а также землетрясения и извержения вулканов.

На схеме 8 представлена классификация селей по составу селеобразующих пород, мощности и высоте истоков.

Схема 8. Классификация селей (селевых потоков)

В 1985 г. в Колумбии в результате извержения вулкана Руис возник гигантский сель, который, пройдя 40 км, захлестнул город Армеро, в результате чего погибли 22 тыс. человек и было уничтожено 4,5 тыс. жилых и административных зданий.

В 1982 г. селевой поток протяженностью 6 км и шириной до 200 м обрушился на поселки Шивея и Аренда Читинской области. В результате были разрушены дома, автодорожные мосты, 28 усадеб, размыты и занесены 500 га посевных площадей, а также погибли люди и сельскохозяйственные животные.

На огромной территории России существуют самые разнообразные условия и формы проявления селевой активности. Все селеопасные горные районы в нашей стране разделяют на две зоны – теплую и холодную.

В теплую зону входят селеопасные районы умеренного и субтропического климатических поясов. В их пределах сели обычно имеют характер водокаменных и грязекаменных потоков. Основная причина образования здесь селей – ливни. Регионы теплой зоны: Кавказский, Уральский, Южно-Сибирский, Амуро-Сахалинский, Курило-Камчатский. Области теплой зоны: Северокавказская, Северного Урала, Среднего и Южного Урала, Алтай-Саянская, Енисейская, Байкальская, Алданская, Приамурская, Сихотэ-Алинская, Сахалинская, Камчатская, Курильская.

Холодная зона охватывает селеопасные районы Субарктики и Арктики. Здесь, в условиях вечной мерзлоты и дефицита тепла, преимущественно распространены водоснежные селевые потоки. Регионы холодной зоны: Западный, Верхоянско-Черский, Колымско-Чукотский, Арктический. Области холодной зоны: Кольская, Полярного и Приполярного Урала, Путорана, Верхоянско-Черская, Приохотская, Колымско-Чукотская, Корякская, Таймырская, Арктических о-вов.

Вот как очевидец описывает селевой поток: «Рев воды и гул перекатываемых камней, треск разрушаемых зданий, грохот сдираемых железных крыш, огромные искры, вероятно, от сталкивающихся камней еще издали предупреждали о приближении лавины, и вот она, состоящая из грязи, гальки, огромных валунов, стволов деревьев и обломков разрушенных зданий, ринулась на город».

Отдельные обломки, переносимые селями, имеют массу 100–200 т и более. Сели движутся иногда со скоростью более 10 м/с, а их объем может достигать сотен тысяч и даже миллионов кубических метров. Двигаясь быстро, такие огромные массы вызывают чудовищные разрушения.