Введение

Быстрая глина, также известная как глина Леда и глина моря Шамплейн в Канаде, – это один из нескольких типов особо чувствительных море́нных глин, встречающихся в Канаде, Норвегии, России, Швеции, Финляндии, Соединенных Штатах и других регионах мира. Эта глина настолько нестабильна, что при достаточном напряжении её свойства могут резко измениться: от поведения сыпучего материала к поведению водянистой жидкости. Оползни возникают из-за внезапного разжижения грунта, вызванного внешними воздействиями, такими как вибрации от землетрясений или обильные дожди. Быстрая глина является первопричиной многих смертоносных оползней. Только в Канаде с ней связано более 250 закартированных оползней, некоторые из которых древние и могли быть спровоцированы землетрясениями.

Устойчивость к глинистым коллоидам

Быстрая глина обладает прочностью в переформованном состоянии, значительно меньшей, чем при первоначальной нагрузке. Это обусловлено крайне неустойчивой структурой глинистых частиц. Изначально быстрая глина отлагалась в морской среде. Частицы глинистых минералов всегда несут отрицательный заряд из-за наличия постоянных отрицательных зарядов и зарядов, зависящих от pH, на их поверхности. В силу необходимости соблюдения электронейтральности и нулевого электрического баланса, эти отрицательные заряды всегда компенсируются положительными зарядами, обусловленными катионами (например, Na+), адсорбированными на поверхности глины или присутствующими в поровой воде глины. Обмениваемые катионы содержатся в межслойных пространствах глинистых минералов и на внешних базальных плоскостях глинистых пластинок. Катионы также компенсируют отрицательные заряды на краях глинистых частиц, возникающие в результате протолиза силанольных и алюминольных групп (заряды, зависящие от pH). Таким образом, глиняные пластинки всегда окружены электрическим двойным слоем (EDL) или диффузным двойным слоем (DDL). На этом этапе формировалась исключительно прочная морская глина, которая встречается по всему миру и отличается высокой стабильностью, но имеет свои уникальные геотехнические проблемы. После отступления ледников произошло поднятие суши (постледниковый подъем), глина оказалась обнаженной и стала почвенной основой для новой растительности. Дождевая вода в этих северных регионах была достаточно агрессивна по отношению к этим глинам, возможно, из-за своей мягкости (низкого содержания кальция) или более высокого содержания ила, который способствовал проникновению большего количества дождевой воды и талой воды. В итоге ионная "связь" в глине ослабла, образовав слабый, рыхлый почвенный каркас, содержащий значительное количество воды (высокая чувствительность при высокой влажности). Отложения быстрой глины редко залегают непосредственно на поверхности земли, обычно они покрыты нормальным слоем почвогрунта. Этот почвогрунт способен выдерживать большинство обычных нагрузок, таких как нормальные осадки или умеренные землетрясения, однако воздействие, превышающее несущую способность почвогрунта – например, сильное землетрясение, значительная масса, добавленная вблизи склона, или аномальные осадки, полностью насыщающие почвогрунт и лишающие воду возможности проникать куда-либо, кроме глины – может нарушить структуру глины и спровоцировать процесс разжижения.

Катастрофы

Поскольку глинистый слой обычно покрыт верхним слоем почвы, место, уязвимое для быстрого оползня из глины, как правило, можно идентифицировать только путем проведения анализа грунта и редко бывает очевидным для случайного наблюдателя. Таким образом, человеческие поселения и транспортные коммуникации часто строились на глинистых отложениях или вблизи них, что привело к ряду значительных катастроф: в 1702 году оползень практически полностью уничтожил средневековый город Сарпсборг, расположенный в округе Эстфолд в Норвегии. Погибли 15 человек и 200 животных. 19 мая 1893 года в Вердале (Норвегия) произошел оползень, в результате которого погибли 116 человек и были разрушены 105 ферм. Он оставил кратер диаметром в несколько километров. Самый разрушительный оползень, затронувший Северную Америку, произошел в 1908 году, когда оползень в замерзшую реку Дю-Ливр вызвал волну воды, наполненной льдом, которая обрушилась на Нотр-Дам-де-ла-Салетт (Квебек), унеся жизни 33 человек и разрушив 12 домов. В 1955 году оползень затронул часть центра города Николе (Квебек), причинив ущерб на 10 миллионов долларов. 27 марта 1964 года части Анкориджа (Аляска), построенные на песчаных обрывах, подстилающих "Bootlegger Cove clay" вблизи залива Кук, особенно район Тернагейн, пострадали от оползней во время землетрясения на Аляске в 1964 году. В этом районе было разрушено 75 домов, а на месте разрушений впоследствии был разбит Парк землетрясений. 4 мая 1971 года 31 человек погиб, когда 40 домов были поглощены регрессивным оползнем в Сен-Жан-Вьянни (Квебек), что привело к переселению всего города после того, как правительство признало эту территорию непригодной для проживания из-за наличия глины Леда. Событие в Сен-Жан-Вьянни способствовало отказу от города Лемье (Онтарио) в 1991 году, после исследования 1989 года, показавшего, что он также расположен на том же типе глины вдоль реки Южная Нация. В 1993 году эти выводы подтвердились, когда заброшенную главную улицу города поглотил огромный оползень площадью 17 гектаров. 30 ноября 1977 года оползень в Туве (западная Швеция) унес жизни 9 человек и разрушил 67 домов. Другой известный поток быстротечной глины в Риссе (Норвегия) в 1978 году привел к разжижению около 33 гектаров сельскохозяйственных угодий, которые в течение нескольких часов стекали в озеро Ботн, в результате чего погиб один человек. Оползень в Риссе был хорошо задокументирован местными жителями, и в 1981 году о нем был снят документальный фильм. 11 мая 2010 года в Сен-Жюде (Квебек) погибла семья, когда земля, на которой был построен их дом, внезапно обрушилась к реке Сальвейл. Оползень произошел настолько быстро, что члены семьи погибли на месте, где они сидели, смотря хоккейный матч по телевизору. В результате оползня был поврежден участок сельской дороги, восстановление которого заняло год. 2 февраля 2015 года оползень обрушил опору моста Скьеггестад на юго-востоке Норвегии. Оползень был вызван близлежащими земляными работами. 3 июня 2020 года оползень смыл в море восемь зданий в Кра́кнесете, муниципалитет Альта (Норвегия). Оползень был снят на видео местным жителем. Жертв не было, и собаку спасли из моря. 30 декабря 2020 года часть жилого района была смыта оползнем в Аске, муниципалитет Гердрум (Норвегия), расположенном в 25 км к северо-востоку от столицы Осло. 23 сентября 2023 года вблизи города Стенунсунд (Швеция) произошел оползень из быстротечной глины, который, в частности, повредил автомагистраль E6 между Гётеборгом и Осло. Эти оползни являются регрессивными, то есть обычно начинаются у воды и продвигаются вверх со скоростью пешехода, хотя особенно глубокие слои быстротечной глины на наклонных участках могут обрушиваться гораздо быстрее или в очень больших глыбах, которые могут скользить с большой скоростью из-за жидкой консистенции нарушенной глины. Они могут проникать на километры вглубь суши, поглощая все на своем пути.

В популярной культуре

Роман Десмонда Бэгли "Оползень" 1967 года рассказывает историю оползня из текучих глин в Канаде. Книга также была экранизирована в одноименный телевизионный фильм 1992 года, снятый Жаном-Клодом Лордом, с Энтони Эдвардсом в главной роли.