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.
Quick clay, also known as Leda clay and Champlain Sea clay in Canada, is any of several distinctively sensitive glaciomarine clays found in Canada, Norway, Russia, Sweden, Finland, the United States and other locations around the world. The clay is so unstable that when a mass of quick clay is subjected to sufficient stress, the material behavior may drastically change from that of a particulate material to that of a watery fluid. Landslides occur because of the sudden soil liquefaction caused by external sollicitations such as vibrations induced by an earthquake, or massive rainfalls. Quick clay has been the underlying cause of many deadly landslides. In Canada alone, it has been associated with more than 250 mapped landslides. Some of these are ancient, and may have been triggered by earthquakes.
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.
In 1702, a landslide destroyed almost all traces of the medieval town Sarpsborg in the Østfold county in Norway. 15 people and 200 animals were killed. On 19 May 1893, a landslide in Verdal, Norway, killed 116 people and destroyed 105 farms. It left a crater several kilometers in diameter. The most disastrous such landslide to affect North America occurred in 1908, when a slide into the frozen Du Lièvre River propelled a wave of ice filled water into Notre Dame de la Salette, Quebec, causing the loss of 33 lives and the destruction of 12 homes. In 1955, a landslide affected part of the downtown of Nicolet, Quebec, causing $10 million in damages. On March 27, 1964, parts of Anchorage, Alaska built on sandy bluffs overlying "Bootlegger Cove clay" near Cook Inlet, most notably the Turnagain neighborhood, suffered landslide damage during the 1964 Alaska Earthquake. The neighborhood lost 75 houses in the landslide, and the destroyed area has since been turned into Earthquake Park. On 4 May 1971, 31 lives were lost when 40 homes were swallowed in a retrogressive flowslide in Saint Jean Vianney, Quebec, resulting in the relocation of the entire town when the government declared the area uninhabitable due to the presence of Leda clay. The event at Saint Jean Vianney contributed to the abandonment of the town of Lemieux, Ontario, in 1991, after a 1989 study showed it was also located on the same type of clay along the South Nation River. In 1993, those findings were borne out when the town's abandoned main street was swallowed by a massive 17 hectare landslide. On November 30, 1977, the Tuve landslide in western Sweden killed 9 people and destroyed 67 houses. Another famous flow of quick clay at Rissa, Norway, in 1978 caused about 33 hectares (82 acres) of farmland to liquefy and flow into the lake Botn over a few hours, with the loss of one life. The Rissa slide was well recorded by local citizens and a documentary film was made about it in 1981. On 11 May 2010, quick clay took the lives of a family living in Saint Jude, Quebec, when the land their house was built on suddenly tumbled down toward the Salvail River. The landslide was so sudden that the family members died where they sat; they had been watching an ice hockey game on television. The slide took out a portion of rural road which took a year to reinstate. On 2 February 2015, a landslide collapsed a pillar on the Skjeggestad Bridge in South East Norway. The landslide was caused by nearby earthworks. On 3 June 2020, eight buildings were swept into the sea by a landslide in Kråkneset in the Alta municipality in Norway. The landslide was filmed by a resident. There were no casualties, and a dog was rescued from the sea. On 30 December 2020, part of a housing area was swept away by a landslide in Ask in the Gjerdrum municipality in Norway, 25 km (15 miles) north east of the capital Oslo. On 23 September 2023, near the town of Stenungsund, Sweden, an area of was affected by a quick clay landslide, which among other things damaged the E6 motorway between Gothenburg and Oslo. These landslides are retrogressive, meaning they usually start at water, and progress upwards at slow walking speed, although particularly deep quick clay layers on sloped regions may collapse much more rapidly, or in very large chunks that can slide at great speed due to the liquid nature of the disturbed clay. They have been known to penetrate kilometers inland, and consume everything in their path.
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.