Влад Голь-де-Шмидт
Недавно, а именно
в августе текущего года, в израильской газете "Маарив", а затем в сентябре и в Интернете появились шокирующие
сообщения: «Через несколько лет на месте Мертвого моря останется только
огромная воронка». «Если
не будут предприняты чрезвычайные меры, это приведет к самым драматическим последствиям
- появлению подземных обвалов, эрозии и, как следствие – исчезновению целого
района…». «Процессы, связанные с пересыханием Мертвого моря, изменили структуру рельефа и стали причиной разрушения (в
считанные минуты) нескольких мостов и 300 м. шоссе...».
В одном из интервью
министр экологии Израиля сказал, что в связи с отмеченным, необходимо учесть и
возможные международные последствия, и, в частности, изменение линии границы
между Иорданией и Палестинской
автономией. И далее: «Правительство должно объявить восстановление Мертвого
моря проектом национальной важности,.... Мертвое море - единственное природное
достояние Израиля. И оно под угрозой исчезновения».
В чем же суть
дела? Каковы причины принятия таких
серьезных решений?
Кратко, история
вопроса такова.
В связи с появлением на берегах Мёртвого моря крупных провалов,
обезобразивших эти берега, в последние
несколько лет «забили» тревогу не только заинтересованные лица, но и общественность,
хотя явление это было известно уже в
начале восьмидесятых годов, а об отдельных достаточно крупных ямах специалисты
и местные жители знали ещё раньше. Однако, в последние годы эти ямы, к
сожалению, развиваются особенно интенсивно; совершенно очевидно, что
разрушительный процесс прогрессирует. Об этом явлении писали и пишут
специалисты в профессиональной литературе, об этом пишут в газетах. В марте 2003 года в газете «Новости недели» была опубликована моя статья по этой проблеме, под названием «Земные
ловушки».
В настоящее время, опасные
участки с открытыми провалами расположены практически вдоль всего западного
(израильского) побережья Мёртвого моря от его южной до северной оконечностей:
от предприятий Мёртвого моря «Мифалей Ям ха-Мэлах» на юге до кибуца «Калия» на севере (см. рисунок). Кстати, аналогичная картина наблюдается и на
восточном побережье Мёртвого моря в Иордании, где количество этих ям свыше пяти
сотен. В Израиле их еще пока считают.
Наиболее опасные случаи у нас – это
провалы, появившиеся вначале по обе стороны от главной дороги в кибуце
«Эйн-Геди», а затем и на ней самой. Провал на дороге диаметром около 30 метров
и глубиной до 20 метров возник внезапно, после проезда по нему автобуса с
туристами. Возникла
опасность для нового моста через узкую долину Аругот, который должен был строиться
на месте старого моста, разрушенного наводнением. Там
вынуждены строить параллельное объездное шоссе. В конце 2002 г. недалеко от
этого района открылась яма такого
диаметра, что туда провалился трактор.
В районе «Эйн-Бокек», где расположены
крупные отели и туристические комплексы, в восточной части амфитеатра, в
недалёком прошлом проявились две открытые ямы в пределах, так называемого конуса выноса, которые затем были искусственно
засыпаны гравием.
На участках «Нахаль
Хэвэр», «Ассаэль», «Нэвэ Зоар»
и других на поверхности зафиксированы многочисленные, значительные по
своим размерам, провалы, представляющие прямую опасность окружающим. О темпах
их образования и увеличения можно судить по следующему примеру. Так, размеры
одной из ям на участке «Нахаль
Хэвэр», увеличились в течение
марта-ноября 1999 года от 2,5 метров в диаметре и 2 метров по глубине до 7
метров в диаметре и 8,5 метров по глубине, а сейчас там сплошная яма.
На этом рисунке: автор настоящей заметки на фоне
буровой скважины возле одной из ям на участке Нахаль-Хевер (кстати, на том
месте, где стоял буровой станок, через некоторое время также образовался
крупный провал).
Как считают геологи, гидрологи, экологи и другие специалисты, образованию подземных латентных (скрытых)
пустот или, возможно зон крупной трещиноватости (далее будем их также именовать
«подземные пустоты) и их проявлению на поверхности в виде проседаний почвы и
крупных открытых провалов, способствует прогрессирующее понижение уровня
Мёртвого моря (сейчас оно около 1 м 20 см в год), связанное с ним понижение
уровня подпочвенных вод, засолонение почвы и т.п. Различные авторы выдвигают
ряд концептуальных моделей образования и развития подземных пустот (авторы не
названы, так как изложение достаточно сложных процессов, положенных в основу
этих моделей, здесь слишком упрощено).
Так, одна модель предполагает, что турбулентное течение подземных вод
обусловливает перенос больших масс нерастворимых обломков, что влечёт за собой
образование подземных пустот. Другая модель базируется на предположении, что
когда вода протекает через слои соли, содержащие прослойки гравия и др., соль
растворяется и в ней образуются каверны, являющиеся причиной разрушения
вышележащих отложений. Обсуждаются и
иные версии моделей, в частности, о
связи провалов с локальными разломами и др. Следует помнить, что Мертвое
море расположено в зоне действия «живущего» до настоящего времени крупнейшего
разлома (трансформа) земной коры - Рифта Мертвого моря, отделяющего Аравию от
Африки.
Надо полагать, что на этом, обсуждение версий моделей не закончилось.
Обмеление моря обусловлено целым
рядом причин, главными из которых, по-видимому, являются: сокращение притока
воды из Иордана, снижение уровня воды в Кинерете и аквиферах, что в свою
очередь, связано с погодными условиями, с увеличением потребления воды
Израилем, Сирией, Иорданией, а в последнее время и Ливаном; забор воды из южной
части Мёртвого моря в отгороженный
бассейн предприятиями «Мифалей Ям ха-Мэлах», действующими здесь с 50-х годов,
и другими причинами, базирующимися на
деятельности человека.
Очевидно, что радикальной мерой
по уменьшению разрушительного эффекта этой экологической катастрофы, было бы
предотвращение каким-то образом дальнейшего понижения уровня Мёртвого моря. Для
пополнения запасов воды в Мёртвом море и
приостановки процесса его обмеления
вновь рассматриваются проекты о сооружении канала (или трубопровода) между
Средиземным и Мёртвым морями или, возможно, между Красным и Мёртвым морями. Не исключены и
некоторые другие меры, в частности, ограничивающие не всегда рациональную
эксплуатацию вод одного из наиболее
экзотических водных бассейнов на земле.
Совершенно ясно, что осуществление грандиозных стратегических проектов,
займет не один год, если при этом учесть
необходимость промоделировать возможные
побочные негативные последствия таких проектов, в частности, влияние
химического состава вод Средиземного или
Красного морей на уникальный
состав вод Мёртвого моря. Как известно, негативные явления, как правило,
возникают, когда человек бесконтрольно, без предварительного анализа,
вмешивается в природу.
Так или иначе, но проблему эту
придется решать радикально и желательно, как можно быстрее. К сожалению,
желаемое не всегда совпадает с
возможностями. Так например, известно, что жемчужина Италии – город
Венеция медленно, но неуклонно погружается в воду, и остановить этот процесс современными
техническими средствами, пока, по-видимому, невозможно.
Точно также, очевидно, что приостановить дальнейшее
развитие провалов в окрестностях
Мёртвого моря в ближайшее время не удастся, это просто физически
невозможно. Применение же таких локальных тактических мер, как засыпка ям гравием
на поверхности земли на участках развития провалов вблизи дорог, мостов, зданий
и его утрамбовка, которая иногда практиковалась, приводит только к временному
решению, а именно: провалы не видны, а проблема остаётся. Более того, в некоторых случаях такая насыпка
(засыпка) вредна, поскольку она скрывает, маскирует развитие будущих провалов в
виде проседаний почвы, и они потом проявляются мгновенно, что еще более опасно.
Естественно возникает вопрос, который
акцентируется всеми специалистами: что же
делать? Ждать пока для спасения Мертвого моря решат
(и решат ли, вообще,) построить канал Красное море - Мертвое море или
Средиземное море - Мертвое море? С учетом средиземноморских левантийских реалий,
это дело практически безнадежное. А жизнь, в то же время продолжается. На фоне
заметно возрастающего туризма в нашу страну, на берегу Мертвого моря нужно
развивать туристическую индустрию.
Межминистерская комиссия,
состоящая из соответствующих специалистов, также рекомендует «правительству
заново проверить все существующие инфраструктуры - от шоссейных дорог до
многоэтажных отелей – и разработать новый план развития региона, учитывающий
драматические изменения рельефа и почв».
Реализуя эту рекомендацию можно попытаться районировать территорию берега
Мёртвого моря по степени риска возникновения провалов, т.е. выделить участки,
где строительство дорог, отелей, туристических комплексов и других мест отдыха
опасно и где оно всё-таки возможно, или менее опасно, конечно же, без
стопроцентной гарантии, поскольку «природа коварна».
Это было предложено в уже выше
упомянутой моей статье, в марте 2003
года.
Радикальных методов решения этой
задачи, т.е. районирования по степени опасности, на сегодняшний день не
существует, однако определенные попытки в этом направлении, в течение последних
лет, уже предпринимались несколькими организациями, и, в их числе,
Геофизическим Институтом Израиля (ГИИ), Институтом геологии Министерства национальных инфраструктур и др. с
привлечением, наряду с другими, ряда геофизических методов, а именно:
микрогравиметрии, микромагнитометрии, малоглубинной
сейсморазведки, непрерывного вертикального
электрического зондирования и др. Каждый
из этих геофизических методов имеет свои преимущества и недостатки.
В марте 2004 года, карта возможного расположения мест развития
провалов на побережье Мертвого моря,
составленная группой специалистов Геологического (в основном) и
Геофизического Институтов Израиля,
демонстрировалась на съезде Израильского Геологического Общества (тезисы
о критериях и принципах ее построения опубликованы в сборнике общества). Эта
карта составлена на основе целого ряда существенных геолого-геофизических
критериев, однако без серьезного учета данных микрогравиметрии, что, с моей
точки зрения, в значительной мере ее обедняет.
В качестве одного из основных инструментов для решения этой задачи нами
предлагался метод микрогравиметрии (метод высокоточного изучения тонкой
структуры гравитационного поля на поверхности Земли), который уже некоторое
время назад проводился здесь, наряду с
другими геофизическими методами,
Геофизическим Институтом Израиля - ГИИ (основные исполнители доктор М.
Рыбаков и автор настоящей заметки). Не исключалось, в качестве дополнения и использование ряда других методов.
Я полагаю, что микрогравиметрия
представляется предпочтительным или, во всяком случае, весьма
значимым компонентом при составлении карты районирования. Микрогравиметрия дает информацию по площади и на глубину о распределении
плотностных неоднородностей. Этот метод, в принципе, способен, в соответствии с
законом Ньютона, обнаружить скрытые пустоты независимо от их формы, так как, по
сути, они представляют собой участки пониженной плотности (при наличии
достаточного плотностного контраста) и находятся в изучаемом районе на
небольшой глубине. Такие подземные пещеры должны отмечаться и действительно отмечаются
относительно отрицательными локальными аномалиями (отклонениями) гравитационного поля.
Вместе с тем, значительные
методические сложности компьютерной обработки микрогравиметрической
съёмки, обусловленные
геолого-геофизической спецификой района
Мертвого моря, и иногда неоднозначность получаемых результатов, дают основание
некоторым специалистам ставить под сомнение её эффективность, в связи с чем, к
большому сожалению, эти работы здесь
практически, приостановлены.
Действительно, проведенные нами
три-четыре года назад, микрогравиметрические съемки на нескольких участках на
побережье Мертвого моря дали на первый взгляд, неоднозначные результаты: от
явно положительных до спорных. Однако, к настоящему времени, в связи с активным
развитием природного процесса образования дополнительных провалов, становится
очевидной достаточно высокая эффективность метода и на спорных участках, в чем,
кстати говоря, исполнители работ не сомневались, основываясь на законах физики,
данных компьютерного моделирования, микрогравиметрических исследованиях в
других районах мира при обнаружении подземных пещер, а также на собственном
огромном опыте проведения гравиметрических исследований для решения различных
геологических задач в разных районах, в том числе, в течение нескольких лет, и
в Израиле.
Микрогравиметрическая съёмка
обычно используется для обнаружения скрытых карстовых воронок (пещер) в карбонатных
породах (известняках) по локальным гравитационным аномалиям. Наиболее
распространённый плотностной контраст в классических карстовых районах
достигает 2.6 плотностных единиц для полостей, заполненных воздухом и 1.5 для
полостей, заполненных водой. В этих условиях, успех обнаружения по локальным
гравитационным аномалиям скрытых пещер, обеспечен.
Что же касается нашего района, то
здесь условия для проведения микрогравиметрической съёмки значительно сложнее, и это даёт основание некоторым специалистам ставить
под сомнение её эффективность.
В чём же эта сложность?
Во-первых, провалы развиваются в
молодых мощных (большой толщины) низкоплотностных слабоспрессованных осадочных
породах, которые заполняют бассейн (грабен) Мёртвого моря. Здесь плотностной
контраст подземных пустот оценивается в 0.5-0.7 плотностных единиц или даже
ниже, что снижает вероятность выявления
над ними гравитационных аномалий,
поскольку интенсивность последних будет невелика.
Во-вторых, из-за заполнения бассейна Мёртвого моря
низкоплотностными осадочными породами,
региональный отрицательный
гравитационный эффект над ним очень большой, примерно, - 140 гравитационных
единиц (мГал). А это значит, что
горизонтальный перепад (градиент) гравитационного поля между прибрежной
континентальной частью, где интенсивность поля значительно выше, и собственно
бассейном Мёртвого моря (включая его берега), очень крутой, примерно, 10
мГал/км. Обнаружение локальных гравитационных аномалий небольшой интенсивности,
обусловленных подземными пустотами, на фоне такого гравитационного «склона»
также весьма затруднительно.
Тем не менее, предварительно проведённое компьютерное гравитационное
моделирование, с учётом введения некоторых поправок, показало возможность
выявления изолированных локальных
гравитационных аномалий над пустотами, при условии соблюдения определённых
соотношений между их размерами и глубиной залегания (нахождения). Так,
например, пустота радиусом 10 метров и глубиной до центра 20-25 метров, при
указанном выше плотностном контрасте, будет зафиксирована заметной локальной
гравитационной аномалией, если шаг съёмки, т. е. расстояние между станциями измерения гравитационного
поля, не будет превышать 5 –10 м.
На участках, расположенных вдоль берега Мертвого моря,
микрогравиметрические исследования, включающие в себя полевую съёмку,
компьютерные обработку и интерпретацию
проводились канадским
автоматическим микрогравиметром, имеющим
высокую разрешающую способность и необходимую точность и, что не менее важно, высокоточным лазерным топографическим
прибором. Для набора эталонного материала, или как говорят в терминах
«распознавания образов», для обучения «с учителем», съёмки велись на участках, где были известны
открытые или предполагались подземные скрытые полости, а также на участке, где
малоглубинные сейсмические данные и полевые геологические наблюдения не
подтвердили наличие скрытых каверн.
При обработке материалов
вводились необходимые поправки, основными из них являются поправки: за
неровности рельефа земной поверхности собственно участков съёмки и, частично,
за их пределами, и за региональный гравитационный фон Мертвого моря (о чём
упоминалось выше). Причём, если введение
поправки за рельеф, это процедура более или менее стандартная, то выбор регионального
фона при небольших размерах участков съёмки, требует эвристического
(логического, творческого) подхода. Речь
идёт о комбинации формально-математических и неформально-логических методов, позволяющих
выделить из суммарного гравитационного поля, интересующую исследователя
полезную информацию, а именно, класс остаточных локальных аномалий,
обусловленных скрытыми пустотами.
Для подтверждения эффективности метода приведу несколько примеров (смотри рисунок).
Наиболее ощутимые результаты,
были получены нами, в частности, на участке «Нахаль Хэвэр». В центральной части
участка была выявлена большая сложная по форме отрицательная аномалия, (синее поле на рисунке)
которая, по нашему предположению, фиксировала
крупную подземную пещеру. В пределах
контуров этой аномалии находились четыре из пяти (белые пятна на рисунке) известных на участке изолированных друг от друга, не очень
больших открытых провалов.
Последующие события полностью
подтвердили это наше предположение.
Видимые провалы постоянно увеличивались, как в диаметре, так и на
глубину и в настоящее время участок представляет собой сплошную яму, практически
соответствующую размерам аномалии.
Еще одним характерным примером является участок
«Ассаэль», расположенный на расстоянии 0.5 км южнее участка «Нахаль Хэвэр». На
площади участка «Ассаэль», были известны
несколько небольших ям, которые не отмечались локальными отрицательными
гравитационными аномалиями и, вместе с тем наблюдались аналогичные аномалии, которым не соответствовали видимые на
поверхности провалы. За прошедшие 3-4 года, видимые на поверхности ямы не
прогрессировали, в то время как возле «спорных» аномалий ямы появились.
Аналогичная ситуация имеет место и на других участках (например, участки Зоар и
Вади Аругот).
Таким образом, становится
очевидным, что отрицательными гравитационными аномалиями отмечаются значительные по размерам (а, следовательно, опасные) подземные пустоты, которые проявлены на
поверхности в виде отдельных ям в настоящее время, или же могут проявиться в ближайшем будущем.
Те же ямы, которые не соответствуют крупным подземным пещерам, а являются
локальными оседаниями почвы другого генезиса (другой природы), или же по каким
то природным причинам процесс разрушения в этих местах остановился, и следовательно,
они не представляют опасности, не отмечаются отрицательными аномалиями
гравитационного поля.
Более того, четырёхмерный
микрогравиметрический мониторинг, т.е. временные измерения (через определённые
промежутки времени), позволяет фиксировать изменения гравитационного поля во
времени в местах возможного возникновения провалов и, тем самым, указывает на
места подземного перераспределения масс в реальном масштабе времени, что может
служить одним из признаков предстоящего разрушения земной поверхности в
недалёком будущем. Кстати, этому же
может в какой-то мере, служить и
мониторинг рельефа земной поверхности.
Опасность появления новых провалов вдоль одного
из шоссе (№ 90), инициировала микрогравиметрический мониторинг на отрезке
дороги в районе «Эйн-Геди». Наблюдения проводились в 1999-2000 г.г. с
месячным интервалом. Отрицательная гравитационная аномалия небольшой
интенсивности была получена на этом отрезке дороги между восточным и западным
участками провалов. Повторные измерения фиксировали видимые изменения аномалии, что по всей вероятности может быть
объяснено, как развитие процесса
кавернообразования, под этим участком дороги. Подтверждением высказанного
предположения, являются результаты
измерения высот поверхности
дороги, которые показали, что центральная часть этого отрезка, длиной около 150
метров, осела за несколько месяцев, примерно, на 10 см. Кроме того, и на южной
части отрезка дороги, на асфальте были обнаружены свежие трещины, что
свидетельствует о её проседании.
Приведённые примеры,
частично, взяты из статьи,
опубликованной нами (доктор М.
Рыбаков, автор настоящих заметок, геолог
Л. Флейшер и доктор Я. Ротштейн) в 2001 году в журнале «The Leading Edge». В последующих отчётах ГИИ описаны результаты
исследований и по другим упомянутым выше участкам, результаты по которым
неоднозначны, но в целом удовлетворительны.
Следует особо подчеркнуть, что по
сравнению с другими методами,
микрогравиметрия – метод
мобильный и не очень дорогой.
Таким образом, на данном этапе исследований, есть основания предполагать,
что микрогравиметрия может обнаружить и обрисовать подземные полости, а также
их развитие во времени и пространстве, то есть предсказать опасность
разрушений. Тем не менее, следует ещё
раз напомнить, что в сложных
условиях Мёртвого моря, результаты
микрогравиметрии не всегда однозначны.
Поэтому в каждом конкретном случае, к анализу гравитационного поля нужно подходить
индивидуально, особенно, если учесть,
что интерпретация геофизических полей – это не только наука, но и искусство.
Вместе с тем, в настоящее время,
более мобильного и не очень дорогого геофизического
метода для районирования территории по степени опасности появления провалов, не
видно.
В заключение, вернёмся к основной
мысли, ради которой и написана эта заметка, а именно, к районированию
территории берега Мёртвого моря по степени опасности возможного обрушения
поверхности почвы. Совершенно очевидно,
что проведением съёмок на отдельных небольших участках, где провалы уже видны
на поверхности, как это делалось до настоящего времени, задачу не решить. В то
же время, исследовать всю прибрежную низину
Мёртвого моря, также нецелесообразно.
По всей вероятности, следует, как это и рекомендует указанная комиссия, определить
крупные районы, интересные с точки зрения специалистов по организации туризма, строительству
отелей, увеселительных заведений, мест отдыха и др., и именно на них провести
микрогравиметрические исследования, с целью их районирования.
Выделенные на этом этапе
относительно безопасные участки, возможно целесообразно дополнительно
исследовать комплексом геолого-геофизических методов.
Конечно, это будет намного дороже (а эта тема сегодня не очень модная), но
несоизмеримо меньше тех затрат, которые могут
оказаться напрасными при строительстве различных комплексов на «опасных»
участках. И, вообще, когда речь идёт о
безопасности, и особенно, безопасности людей, то в любом случае, «игра стоит свеч».
Повышение достоверности карты разделения территории на более и менее опасные участки существенно повлияет на судьбу дальнейшего развития туристической базы такого перспективного района, как побережье Мертвого моря и, возможно, увеличит приток туристов, в том числе и зарубежных, в этот уникальный район Израиля.
***
А теперь несколько слов о сходной и важной проблеме. Известно, что система фильтрации воды определяет ее качество, стало быть, и качество нашей жизни. Ибо "без воды и ни туды, и ни сюды", как пелось в популярной кинокомедии. Но вопрос этот - нешуточный. Вода составляет около 65 % человеческого организма, без нее невозможна ни готовка пищи, ни соблюдение гигиенических требований цивилизованного мира. И в квартире, и в коттедже, и в офисе фильтры для воды необходимы. Если вас интересует мнение специалистов, то загляните на сайт ecoplys.ru, там найдете всю необходимую информацию.
