Как возникают провалы в земле

Несколько дней назад в Нижегородской области обнаружили большую дыру в земле. Это результат карстовых процессов — вымывания горных пород на глубине. Как возникают такие явления и чем они опасны.

Дыра на дыре

"Из известных мне в Нижегородской области самый большой провал — 115 метров в диаметре — находится около деревни Болдырево, в Ворсменской карстовой котловине. В 2013 году в Бутурлино недалеко от железной дороги образовался провал порядка 60 метров диаметром", — рассказывает Михаил Леоненко, директор ООО "Дзержинская карстовая лаборатория".

Его коллега осматривал и провал, обнаруженный 24 июля в Шатковском районе около деревни Неледино. Хорошо, что это в чистом поле, где нет ни людей, ни строений. По данным МЧС, диаметр дыры — тридцать метров, глубина — около пятидесяти.

"Тут природный процесс, никакого влияния человека нет, поэтому для ученых этот провал представляет большой интерес", — говорит Леоненко.

Грунт обрушился в огромную полость под землей объемом порядка сорока тысяч кубических метров. Сейчас у нее вертикальные стенки, но со временем они осыплются, и колодец станет конусообразным.

Рядом со свежей дырой есть более старые воронки той же природы, и в целом этот район считается карстоопасным. Провалы такого масштаба случаются в Нижегородской области в среднем раз в год. А, к примеру, в Дзержинском районе — пять раз.

Естественные карстовые процессы развиваются тысячи и миллионы лет. Если же на них накладываются техногенные факторы, скажем, прорывы горячей воды в городе, интенсивная эксплуатация водозаборных скважин, горных выработок, то провалы могут участиться. В крупных городах Пермской области — Березниках и Соликамске — они стали настоящим бедствием.

Вода камень точит

Карст — это процесс разрушения водой горных пород, большую часть которых составляет карбонат кальция (кальцит) или натрия (обычная соль). Эти минералы легко растворяются и вымываются, оставляя пустоты и пещеры с красивыми сталактитами и сталагмитами. Самые известные карстовые пещеры — в Крыму и на Урале.

В России карст больше всего развит, а потому лучше изучен в Пермской и Нижегородской областях, Башкирии. Страдают от него Казань и Москва. Предсказывать карстовые провалы сложно, поскольку вызывающие их процессы происходят на большой глубине. Строительство сооружений в таких местах сопряжено с рисками разной степени.

Карст и атом

"Я в детстве видел, как земля опускалась, лес уходил, торчали деревья из воды", —  описывает образование карстового озера Свято рядом с деревней Дедово в Навашинском районе Нижегородской области Руслан Шарапов, заведующий кафедрой "Техносферная безопасность" Владимирского государственного университета (Муромский филиал).

В 2014 году он с коллегами исследовал огромный провал во дворе жилого дома в селе Чудь. В результате обрушений, начавшихся в конце 1990-х, диаметр воронки увеличился до 26 метров, а глубина достигла десяти метров. Рядом — два пруда, вероятно, тоже карстовой природы.

"Там баня стояла, вода стекала в провалы и еще больше их размыла", — предполагает Шарапов.

Ученый обращает внимание на то, что это произошли всего в трех с половиной километрах от места строительства будущей Нижегородской АЭС у деревни Монаково, и выражает опасения по поводу выбора площадки. В округе на поверхности более шестисот карстовых форм, и техногенное воздействие, по словам Шарапова, может активизировать разрушение.

Михаил Леоненко полагает, что для АЭС выбрали наиболее устойчивую площадку, с соблюдением нормативных документов.

"Вы же не боитесь переходить дорогу, хотя шанс попасть под машину есть? Так же и здесь. Если площадка находится на закарстованной территории, то проводят специальные изыскания. По их результатам назначают мероприятия, чтобы противодействовать опасным процессам. Это может быть мониторинг, конструктивная защита сооружений или тампонаж — закачка песчано-глинистой смеси в полости. Риск снижается до приемлемого уровня", — заключает эксперт.