Природно-техногенные явления катастрофического характера в Хибинах

Кольчатова А.О.

 

Природно-техногенные явления катастрофического характера в Хибинах.

 

Предисловие

В 1997 г. В средней школе №1 г. Кировска Мурманской области  было организованно научное общество старшеклассников, получившее название «Научно-исследовательский институт географии, экологии и краеведения» (НИИ «Эврика»).

В соответствии с положением о НИИ «Эврика» и долгосрочной программой работ основные исследования сосредоточились на изучении проблем геологии, гидрологии, геофизики, экологической безопасности, истории освоения Хибин. Затем тематика расширилась, включив в себя вопросы экономики, химии, лингвистики, литературы, сохраняя при этом общую географическую направленность. Школьное географическое общество получило название «GEO».

Результаты деятельности общества можно охарактеризовать следующими цифрами: на 34 конференциях школьного, городского, регионального, федерального и международного уровней было заслушано 138 докладов и сообщений. Общее число опубликованных работ составило 53 статьи.

В 2001 г.  Школьное географическое общество при финансовой поддержке городского экологического фонда издало сборник «Молодые исследователи Хибин» в который вошло 25 работ учащихся.

Я, непосредственно, являюсь членом данной организации и хотела бы представить одну из своих статей под руководством моего научного руководителя Б.Н.Ржевского.

Введение

Хибинский горный массив находится в Заполярье, что предполагает специфику его природно-климатических характеристик, среди которых выделяются обильные осадки во все времена года, частые штормовые арктические ветры, сильные метели. Максимальная высота плоских хибинских вершин не превышает 1200 м. над у.м., но этого достаточно для образования снежных лавин, каменных обвалов и селевых потоков.

Хозяйственное освоение Хибин началось в 1929 г. с  разработки крупнейших в мире апатитонефелиновых месторождений фосфатного сырья и проходило в непрерывной борьбе с природными стихийными явлениями, серьезно затруднявшими жизнь и работу людей, вплоть до десятков погибших и пострадавших. Природа и в наше время не изменилась  в лучшую сторону, но технический уровень современного производства существенно снизил зависимость человека от её капризов.

Более того, за 78-летнюю деятельность горно-химического гиганта «Апатит» произошли масштабные изменения недр и рельефа, достиг опасных параметров промышленный сейсмофон, до критических значений возросли нагрузки на воздушную среду, водные системы, почвы и растительность.

Коэффициент антропогенного морфогенеза, определяемый как отношение объема антропогенных (техногенных) форм рельефа к площади занимаемой ими территории, в Хибинах в 7 раз выше, чем аналогичный показатель для Москвы.

Последствия, к которым привели необратимые и нарастающие деформации природной среды, оказались поистине непредсказуемыми. Никто не предполагал, что «покоренная» природа способна наносить «ответные» удары, сила которых в ряде случаев превзошла естественные показатели. Здесь имеются в виду только явления катастрофического характера, т.е. резкие скачкообразные изменения состояния системы, которые происходят «внезапно» и чреваты жертвами и разрушениями.

 

Техногенные землетрясения

Геологическую основу Кольского полуострова составляет Балтийский щит, тектонические бури в котором отбушевали несколько миллиардов лет назад. Хибинская интрузия хотя и сравнительно молода, но все же за 300 млн. лет и здесь горные породы пришли в состояние стабильности, район считался сейсмически неопасным, строительство велось без применения специальных мер защиты.

Участившиеся с 40-х годов 20 века подземные толчки не превышали четырех баллов в эпицентре и не воспринимались как сигнал тревоги, хотя их связь с промышленными нагрузками на недра была очевидной. В 1989 г. после взрыва на Кировском руднике последовал сейсмический толчок, сила которого составила 7-8 баллов по международной шкале в подземных выработках и 5-6 баллов в разных частях Кировска. Очаг землетрясения находился на небольшой глубине от поверхности земли, поэтому радиус ощутимого воздействия сейсмических колебаний не превысил 10 км. Последующие сейсмопроявления показали, что уровень наведенной сейсмики высокий.

Проблема прогноза силы и времени техногенных землетрясений в Хибинах столь же сложна и пока неразрешима, как и в других сейсмоопасных районах.

 

Лавины

Снежные лавины являются в Хибинах одним из наиболее опасных элементов природных стихийных явлений. В период 1930-2007 гг. от лавин погибло 170 человек и около 500 получили разной тяжести травмы.

Анализ лавинных катастроф показал, что чаще всего причиной падения лавин служат действия самого человека. При первой катастрофе в 1935 г. сход лавин был спровоцирован движением железнодорожного состава, при второй(1938 г.)- гибель и разрушения принесла лавина, отклоненная от своего пути неправильно поставленной дамбой, в третьем случае (1960 г.) – роковая лавина вообще была вызвана предупредительным обстрелом опасного склона из миномета.

К негативным последствиям, вызванными техногенными нарушениями ландшафта, приводит возникновение лавин на искусственно созданных склонах. К ним относятся борта карьеров, откосы отвалов, дамб.

Богатый опыт борьбы с лавинами в Хибинах позволяет с высокой точностью прогнозировать опасные места лавинообразования. Прогнозы времени падения лавин основаны на его связи с погодными условиями и имеют вероятностный характер, определяя временной интервал, в течение которого возможен сход лавин. Этот интервал в зависимости от конкретных условий составляет от нескольких часов до нескольких суток. При этом прогнозирование  места и времени возникновения опасных лавинных воздушных волн остается пока нерешенной  задачей во всем мировом лавиноведении.

 

Обвально-селевые выбросы

Хибины всего 10 тыс. лет назад освободились от четвертичного оледенения, поэтому чехол рыхлых отложений  на их склонах имеет небольшую мощность. Обвалы и камнепады естественного происхождения также не отличаются частотой и силой, а селевые потоки отмечены в период весеннего снеготаяния, и в качестве твердой фазы в них преобладает снег.

В последние годы 20 века два мощных селевых потока отмечены в ущелье Гакмана, непосредственно примыкающего к району ведения горных работ.

Более того, в мае 2013г. дамба стала причиной образования неординарного селевого явления. Зародившись в верховьях р. Гакмана там же, где и предыдущие снежно-селевые потоки, новый сель прошел узким потоком по заснеженному руслу реки, задержавшись у отложений лавины 2012 г. Накопившаяся в этом месте вода прорвалась через лавинный снежник и стала заполнять верхний бьеф перед противоселевой дамбой. Под давление воды через водопропускаемые трубы в теле дамбы сорвался снег, залегающий в отводном канале. Возникший ниже дамбы новый снежно-селевой поток не вписался в поворот канала и ринулся по руслу реки Юкспорйок.

Уникальные техногенные явления катастрофического характера зафиксированы при эксплуатации рудоспусков Центрального рудника, по которым апатитовая руда перепускается на глубину до 300 м для отгрузки в думпкамеры. Весной и летом, когда в приемном бункере рудоспуска накапливается вода из-за нарушения режима отгрузки или бурного таяния снега, происходят неожиданные самопроизвольные выбросы смеси воды, мелкозема и руды, имеющие селеподобный характер.

Объемы селевых выбросов в капитальную штольню внутри горного массива достигают 3 тыс.м3 и надолго прерывают работу рудоспусков, угрожая жизни рабочего персонала.

 

Выводы

Хибинский горный массив можно считать примером уникальной горно-полярной территории, где из-за техногенных нагрузок не только многократно увеличились параметры природных явлений катастрофического характера, но и возникли новые явления, ранее здесь не наблюдавшиеся (снежно-каменные глетчеры и их внезапные выбросы, обрушения блоков подработанных пород, селевые выбросы внутри горного массива).

Природа в Хибинах, как выяснилось, не только беззащитна и угнетаема. Она способна наносить и мощные «ответные» удары, место и время появления которых пока труднопредсказуемы.

 

Литература:

1. Сладкопевцев С.А. Основы экологии. – М.:Изд.МИИГАиК, 1994. – 132 с.

2. Марков Г.А. Новые данные  о деформациях земной  коры  и проявлениях горного давления  под влиянием крупномасштабных  горных выработок //Сб. докладов VII Международного конгресса  по маркшейдерскому делу.- Л., 1998. – С. 23-28.