Текст книги "Охотники за лавинами"
Автор книги: Монтгомери Отуотер
сообщить о нарушении
Текущая страница: 3 (всего у книги 20 страниц)
Перечисление странностей поведения снега можно продолжить: теплопроводность его очень мала, а удельная теплота плавления очень велика, отражательная способность также необычна, потому что некоторые виды радиации снег отражает как белое тело, а другие – как черное. Есть у него и другие странности. Все они влияют на его поведение, когда к нему прилагаются внешние силы.
Однако эта книга – не ученый трактат. Я пытался лишь показать, что снег – чрезвычайно сложный материал. Для меня загадка снега всегда состояла не в том, что он падает в виде лавин, а в том, почему он так хорошо удерживается на склоне. Иначе говоря, там, где сила тяжести, тянущая снег вниз, становится больше силы сцепления, удерживающей его, возникает лавина. Таким образом, в снежном покрове на горном склоне всегда происходит борьба этих сил, как бы невидимое перетягивание каната под чехлом снега.
Поведению снега присущи некоторые странности, интересные сами по себе и важные для понимания происхождения лавин. Под тем или иным механическим воздействием (скажем, ветра или силы тяжести лыжника) снег претерпевает процесс так называемого старения. Это значит, что его внутренние силы сцепления продолжают увеличиваться еще длительное время после того, как такое воздействие прекратилось. Этот процесс подобен, но не тождествен упрочнению раскаленного докрасна куска чугуна по мере его остывания. Никто не знает причины старения, но оно повышает устойчивость снежного покрова. Сотрудник лавинной службы использует этот эффект каждый день, когда подрезает свежевыпавший снег своими лыжами.
Нормальная реакция снега на совокупность воздействия давления, температуры и силы тяжести известна под названием деструктивного метаморфизма. При этом снег раскалывается на более мелкие и простые частицы, более плотно цементирующиеся друг с другом. Таким образом, чем дольше снежный покров лежит на склоне, тем более устойчивым он стремится стать.
Но одно из сверхъестественнейших свойств снега заключается в том, что этот процесс может сменяться противоположным. При определенных условиях, зависящих от температуры и глубины снега (причем эти условия одинаковы во многих местах как в Америке, так и в Европе), происходит конструктивный метаморфизм. Частицы снега не делаются меньше и не упаковываются плотнее, а наоборот, маленькие частицы растут и их упаковка становится менее плотной.
Такая трансформация – еще одна не полностью решенная загадка снега. Мы знаем только, что вместо нормальных процессов таяния и замерзания снежные кристаллы сублимируют, т. е. превращаются в пар, а не в воду, и затем вновь конденсируются.
Продуктом конструктивного метаморфизма снега является глубинная изморозь – этот грозный симптом опасности на любой горе. Мы не знаем точно, как она образуется, но зато знаем, какие условия благоприятны для ее возникновения, и можем выявить их, даже если они возникают у основания снежного покрова.
Охотник за лавинами считает ее одним из своих наиболее опасных врагов. Эти грубые округлые зернышки льда совсем не обладают связностью. Поскольку обычно они образуются у поверхности почвы, они действуют как слой шарикоподшипников, подстилающий снежный покров. Глубинная изморозь угрожающим образом уходит под снег, лежащий сверху. Это единственная ситуация в его механике, когда оседание не является стабилизирующим фактором. Глубинная изморозь разъедает нижний слой снежного покрова и подвешивает его, словно крышу, имеющую опору лишь по краям. Очень часто эта крыша в конце концов рушится.
Глубинная изморозь влияет на весь снежный покров, образуя величайшие и разрушительные лавины. Это страшные Schneebrett Grundlawine Европы и лавины наивысшей силы Америки. К ним у меня и личная вражда, потому что одна из них (в Колорадо) отправила меня в больницу.
Самое страшное в глубинной изморози то, что процесс разъедания снега, невидимый и неслышимый, продолжается в течение дней, недель и месяцев. Масса снежного покрова увеличивается после каждого снегопада, и наконец наступает такой момент, когда сцепление в огромной массе снега настолько близко к критической точке, что даже несколько сантиметров вновь выпавшего снега, громкий звук, разрезающее воздействие пары лыж могут вызвать лавину. Однако и при нынешнем уровне знаний и имеющемся снаряжении никто не может точно предсказать, когда наступит такой момент.
Если вы возьмете пригоршню снега, он покажется вам очень легким по сравнению, например, с землей или камнем. Но плотность снежного покрова – одна из наиболее важных его характеристик, которая изменяется так же сильно, как и сцепление: от 0,05 г/см³ в очень сухом свежевыпавшем снеге до 0,5 г/см³ в старом, слежавшемся снеге. Массу снега всегда вычисляют через массу воды, которую он содержит. Таким образом, чтобы получить 1 см³ воды, нужно взять 20 см³ снега с плотностью 0,05 г/см³, в то время как при плотности 0,5 г/см³ для этого нужно лишь 2 см снега.
Масса любого объема снега, приходящегося на единицу поверхности, равна произведению его глубины на плотность. Простая арифметика показывает, что масса снега – не малая величина. В местах, подобных Скво-Вэлли в Калифорнии или Рио-Бланко в Чили, за зиму выпадает до 10 м снега. Измеряя плотность свежевыпавшего снега в течение ряда лет после каждого снегопада, я установил, что в среднем она составляет около 0,10 г/см³. Следовательно, снегопады в этих местах приносят за зиму 1000 мм воды, или 100 г/см². Получается, что давление снежного покрова может составлять 1 т/м². Для человека это страшная тяжесть. Умножьте граммы, приходящиеся на 1 см², на тысячи квадратных километров снега, покрывающего горы, и вы получите астрономические цифры. В практической жизни снег своей массой может разрушать здания, обрывать телефонные и электрические линии, ломать деревья, гнуть металлические опоры. Умеренное количество снега, попавшее на человека в лавине, может сдавить его так сильно, что он не сможет дышать и почти сразу же умрет. Быстрое увеличение массы снега во время снегопада, когда его количество сводит на нет роль сцепления в снеге, лежащем на склоне, вызывает больше лавин, чем все остальные причины, вместе взятые.
Для человека, попавшего в лавину, не так уж важно, к какому типу она принадлежит. Однако каждому следовало бы знать кое-что о различных типах лавин, потому что весьма часто тип лавины это ключ к ее причине. Оказывается, очень трудно дать точное описание лавин: они бывают всевозможных размеров, формы и длины. Их объем может быть от нескольких кубических метров свежевыпавшего снега до таких чудовищ, как Уаскаранская лавина в Перуанских Андах в 1962 г., содержавшая с самого момента своего возникновения свыше 2 млн. м³ ледникового льда и снега.
Лавина может состоять только из одного вида снега, если соскальзывает одиночный слой. Она может быть и смесью разных видов снега, если соскальзывают несколько слоев. Если лавина проходит значительный путь, в особенности если она выдавливается в узкую лощину, тепло, выделяющееся при трении, может превратить снег из сухого на старте в мокрый на финише. Она может двигаться с малой скоростью, так что человеку удается убежать от нее, но может и мчаться со скоростями, превышающими 300 км/ч.
Быстрее всего движутся лавины из сухого снега; при их максимальной скорости часть снега способна взмывать в воздух и двигаться в виде облака. Одно из наиболее грандиозных, внушающих благоговение зрелищ в горах – это лавина, летящая вниз по склону в облаке снежной пыли. Такое облако не только вызывает сильные эмоции – оно может быть смертоносным и разрушительным. Это тяжелый шар из смеси воздуха со снежной пылью, перемещающийся с большой скоростью. Он сдвигает огромное количество воздуха, в результате чего создается ветер ураганной силы. В какой-то мере подобный эффект можно почувствовать, проезжая мимо большого фургона в легковом автомобиле.
Группа владельцев летних дач в Эхо-Лейк в Калифорнии хорошо знает, каким может быть ветер, вызванный сухой пылевой лавиной. В феврале 1950 г. несколько домов в этом поселке были разрушены. Никто не видел этой лавины, потому что она сошла в снегопад, а дома пустовали. К счастью для владельцев, один из членов группы, адвокат по профессии, был лыжником и интересовался лавинами. Он заметил, что часть домов не была затронута лавинным снегом, двигавшимся по поверхности почвы; они выглядели так, как если бы были сдуты, а не раздавлены. Из его рассказов и фотографий мне стало ясно, что разрушительной силой явилась воздушная волна. Дома не были застрахованы от лавин, но они были застрахованы от ущерба, причиняемого ветром. Благодаря этому владельцы домов, пострадавших от лавины, смогли получить страховку.
Исследователям нужна система классификации и описания лавин, чтобы записи их наблюдений имели смысл не только для них самих, но и для других заинтересованных лиц. Тогда исследователи лавин, работающие в различных частях земного шара, смогут сравнивать наблюдения и объединять свои знания. Литература по лавинам полна имен и терминов, возраст которых порой исчисляется веками. Многие термины противоречивы, неточны или имеют чисто местное значение.
В 1965 г. исследователи лавин всего мира собрались в Швейцарии, в Давосе. Наибольший интерес вызвал вопрос о системе классификации и описания лавин, которую можно было бы применять повсеместно. Как обычно бывает при обсуждении дискуссионных вопросов, ученые не смогли прийти к единому мнению, и ни одна из классификаций не была официально принята. Однако швейцарцы де Кервен и Хефели предложили наиболее универсальную классификацию.
По особенностям возникновения лавины в этой классификации подразделяются на две основные группы: лавины из рыхлого снега и лавины из снежной доски. Лавина из рыхлого снега начинается в одной точке и расширяется на своем пути вниз по склону. Лавины из снежной доски зарождаются вдоль линии и сразу имеют большую массу, вследствие чего они более опасны. Далее лавины обеих групп описываются по следующим признакам: скользит ли она по снегу или по почве; содержит сухой, влажный или мокрый снег; движется по каналу, как в овраге, или по открытому склону; перемещается по земле или по воздуху.
В классификацию де Кервена – Хефели не включены размеры или скорость движения лавины, – возможно, потому, что их очень трудно точно определить. В какой точке, например, вы будете измерять размеры лавины (не говоря уже о том, как это сделать)? Где она начинается и где заканчивает свое движение? В каких величинах давать результаты – по длине пути, по площади или по массе?
В Америке мы решили эту проблему, по крайней мере для наших собственных целей, классифицируя размеры лавин по степени их угрозы для жизни и имущества людей. Малыми именуются безвредные лавины, средними – такие, которые способны ранить или убить человека; большая лавина опасна для жизни людей и имущества; огромная лавина необычно велика в любом измерении. Мы выделяем также отдельную группу (класс 5) лавин наивысшей силы, которые захватывают весь или почти весь снежный покров и являются результатом процессов, происходивших в течение значительного периода времени, в отличие от лавин, сходящих после одного снегопада.
Описание лавин очень важно: только сопоставляя тип лавины с условиями, при которых она образовалась, мы можем продвинуться в изучении самих этих опасных условий. Метод прогнозирования лавинной опасности, разработанный в Алте, штат Юта, и методы, применяемые в настоящее время во всем Западном полушарии, являются плодом многих лет таких наблюдений.
Независимо от принадлежности к той или иной группе никакая лавина не возникает самопроизвольным, таинственным образом. Что-то должно нажать спусковой крючок: событие, сила, перемена, комбинация нескольких факторов – что-то должно явиться окончательным толчком.
Могут подумать, что здесь как раз и есть простая и ясная зависимость между причиной и следствием. Если бы это было так, исследователи лавин уже были бы близки к получению четкой, как дважды два четыре, формулы. На самом же деле, как и во всем, что касается снега и лавин, спусковой механизм чрезвычайно сложен. Одно из любимых занятий профессионалов, проверяющих свои теории и оттачивающих ум в спорах и дискуссиях, – это обсуждать, какой механизм был первичным, какой вторичным, а какой вообще не участвовал в образовании той или иной лавины. Вот здесь-то и зарыта собака.
Существует много спусковых механизмов: начиная с перегрузки на поверхности, которую можно увидеть и измерить, и кончая разрушением глубинной изморози в глубине снежного покрова, скрытым от наших глаз. А о некоторых механизмах мы, возможно, даже еще и не подозреваем. Они работают в сочетании друг с другом и нередко в противоположных направлениях.
Рассмотрим, например, скалывание. Когда-то я написал научную статью о том, что скалывание – это единственный спусковой механизм с многообразными проявлениями. Ясно, что скалывание – один из спусковых механизмов. Взять хотя бы подрезающее действие пары лыж или глыбы снега, оторвавшейся от карниза. Однако нельзя забывать и о перегрузке: о силе тяжести человека на лыжах или снежной глыбы. Вспомните, что доска в Лоун-Пайн оставалась в покое, пока я был на ней один. Но когда нас стало двое, нашей общей массы и срезывающего действия наших лыж оказалось достаточно, чтобы привести в действие спусковой механизм.
Есть ли какая-либо точка отсчета или какая-либо возможность определить, что именно было первичным механизмом? Что касается моей теории, то я выбросил статью в корзину, когда понял, что по большей части скалывание – это результат, а не причина, проявление отрыва либо небольшого количества кристаллов при образовании лавины из рыхлого снега, либо бесчисленного множества кристаллов в лавинах из снежной доски.
Чаще всего роль спускового механизма в возникновении лавин выполняют перегрузки, температура, конструктивный метаморфизм, скалывание и вибрация. Я уже упоминал, что перегрузка – наиболее частая причина окончательного толчка, но все это не так просто. Рассмотрим слой свежевыпавшего снега. Если его масса растет быстрее, чем увеличиваются сцепление и устойчивость, снег срежется и образуется поверхностная лавина.
С другой стороны, свежий слой сам по себе может быть устойчивым, но дополнительная масса может вызвать обрушение какого-либо слабого слоя, находящегося внутри снежного покрова. Но когда лавина начинает двигаться, она опять-таки производит срезывающее действие, которое проникает все глубже в снежный покров на ее пути вниз.
Дождь в середине зимы увеличивает массу снежного покрова быстрее, чем снегопад. Тут участвуют и два других фактора: температура и смазка. Дождь приносит тепло в снежный покров, что снижает его устойчивость. Если дождевая вода, проникая в снег, достигает более плотного слоя и течет по нему, она действует и как смазка.
Но, с другой стороны, тепло и давление снежного покрова способствуют оседанию снега, т. е. его стабилизации.
Наиболее очевидно действие температуры как спускового механизма лавины при таянии снега, когда устойчивость снежного покрова уменьшается. Но она участвует и в другом эффекте, который наиболее часто проявляется в случаях, когда твердая снежная доска лежит на глубинной изморози.
Твердая снежная доска – наименее пластичная форма снега. Если температура быстро меняется, снег может ответить на это расширением или сжатием, а это в свою очередь может вызвать сдвиг доски. Помните канадских лыжников, захваченных лавиной как раз на заходе солнца? Олимпийские чемпионы Бадди Вернер из США и Барби Хеннибергер из ФРГ были убиты такой же лавиной утром, когда температура повышалась. С точки зрения профессионала, это двойная трагедия: погибли два талантливых молодых человека, и никто не обратил внимания на предупреждение, переданное Институтом лавин.
Конструктивный метаморфизм – пожалуй, наиболее скрытый механизм, поскольку он действует невидимо для нас, образуя глубинную изморозь. Его эффект заключается в ослаблении снежного покрова в его наиболее уязвимом месте, в нижней части.
Вибрация в снеге вызывается звуковой или ударной волной и создает в нем сдвиговое напряжение. Известно несколько достоверных случаев – мой коллега Дик Стилмен помнит один из них, – когда снежный покров находился в таком неустойчивом равновесии, что даже крик вызывал лавину.
Я помню два случая из своего собственного опыта, когда сход лавин был вызван на расстоянии вибрацией от движения лыж по твердой поверхности. Каким-то образом вибрация передалась ослабленной снежной доске. Поскольку лыжники были почти на одном уровне с лавиной и снег под ними не сползал и не лопался, другого объяснения, очевидно, не подберешь. При взрывах, применяемых в борьбе с лавинами, вторичные лавины часто возникают на значительных расстояниях от места удара, судя по моему опыту, до 2 км. Это результат воздушной ударной волны. Подобные эффекты возможны только тогда, когда снег находится на грани утраты равновесия.
Таким образом, вибрация – наиболее обычное оружие в арсенале охотника за лавинами. Применяя взрывчатку, он включает спусковой механизм более внезапно и резко, чем где-либо в природе, заставляя снег дать определенный ответ – положительный или отрицательный – в том месте и в тот момент, которые он сам выбирает.
Чтобы точно предсказать появление естественной лавины, специалист должен знать две вещи: устойчивость снега и действующие факторы, способствующие образованию лавин. Теоретически это разрешимая проблема. Для измерения показателей устойчивости снега изобретены приборы. По крайней мере некоторые из факторов нетрудно наблюдать, а при современном уровне развития техники другие скоро тоже можно будет улавливать. Практически лимитирующим фактором здесь является время.
Снежный покров – не однородная масса. Он состоит из ряда слоев, которые обладают различными свойствами, изменяющимися с каждым днем и даже с каждым часом. Более того, характер снежного покрова изменяется от склона к склону и при каждом воздействии солнца и дождя. Пока наблюдатель произведет необходимые измерения только на одном склоне, вся ситуация уже изменится. Что касается спусковых механизмов, то их влияние также меняется со временем и с переменой погоды – ветра, температуры, интенсивности и типа снегопада. Все это – непредсказуемые переменные.
Яркой иллюстрацией всего вышесказанного может служить эксперимент, который я производил, измеряя температуру во время снегопада. Нам, лавинщикам, хорошо известно, что любое быстрое изменение температуры, повышение или понижение, – это сигнал опасности. При помощи моего чувствительного дистанционного термометра я определял, как изменяется температура во время метели в горах. Как раз в середине снегопада температура резко упала и оставалась низкой всего несколько минут. Этот момент точно совпал с циклом схода лавин, единственным при этом снегопаде. Конечно, это могло быть и случайным совпадением. С другой стороны, бумажная лента с записью хода температуры может служить иллюстрацией работы первичного спускового механизма.
Ранним утром 11 ноября 1949 г. в Алте природа показала мне, как трудно учесть взаимосвязь характера снега и механизма образования лавин. Я лежал в устье лога Шусс, погруженный по шею в лавинный снег, и думал о том, что это весьма странный способ праздновать день окончания первой мировой войны. У меня не было особых оснований для беспокойства, если не считать того, что я был плотно переплетен со своими лыжами и если бы попытался освободиться от них сам, то наверняка вывихнул бы колени. С минуты на минуту должен был подъехать спасатель и откопать меня. Тем временем мой мозг был занят другим.
Лавина, которая так нежно обняла меня, явилась с одной из моих контрольных площадок. У каждого лавинщика эти площадки распределены по всей обслуживаемой им территории, причем крутизна их столь велика, что лавина сходила бы с них обязательно, но они выбраны так, чтобы склон был слишком короток и, следовательно, не опасен для лавинщика, – во всяком случае, он на это надеется. Но этот результат дал мне понять, что ночной снегопад полностью меня одурачил. Я не отдал распоряжений об ограничениях на трассах, прежде чем отправиться осматривать территорию. Некоторые любители свежего снега уже едут сейчас на подъемниках на большие склоны – на трассы Растлер, Коркскру, Лоун-Пайн.
Сверху, размахивая совковой лопатой, примчался Бак Сасаки. «И когда только это тебе надоест?» – спросил он. Я сказал: «Дуй вниз к станции. Останови канатку. Скажи спасателям, чтобы закрыли все потенциально опасные трассы. Передай им, чтобы они наблюдали за каждым, кто отправился на Коркскру или Растлер, но чтобы сами туда не совались».
Не говоря больше ни слова, Бак бросил лопату и направил лыжи вниз. Только он уехал, как я услышал знакомый шипящий и свистящий звук. Вздымая стофутовые снежные флаги, со склона трассы Растлер сорвалась лавина. Я автоматически классифицировал ее: замедленного действия, из мягкой доски, следствие повышения температуры, только из свежего снега, большая.
Подъехал другой спасатель и откопал меня. Все это случилось так быстро, что лишь немногие лыжники успели подняться наверх. На нижней станции канатной дороги я попросил хозяина достать билетные книжки и установить по номерам на корешках число билетов, проданных лыжникам. Затем я поехал наверх.
Я подъехал к Коркскру. С края этого продуваемого лога несколько спасателей угрюмо разглядывали следы, идущие по дну. Несколько ниже следы исчезали под грудой лавинного снега и появлялись с другой стороны. Но все ли?
Я послал спасателя провести немедленное обследование, т. е. поискать остатки снаряжения или другие признаки пребывания лыжников. Сам же я направился к подъемнику. Хозяин приветствовал меня новостью, что все лыжники проехали благополучно.
Мне кажется, что единственной надеждой на точный прогноз лавины может быть изобретение некоего очень сложного прибора, который должен находиться на лавиноопасном склоне, вести постоянное наблюдение и регистрировать непрерывный калейдоскоп сил, действующих в снежном покрове.
