Роль горных хребтов в стихийных бедствиях и их последствиях

Горные хребты являются одними из самых динамичных и опасных ландшафтов на Земле. Их высокие вершины, крутые склоны и сложная геология создают условия, которые могут как вызывать, так и усиливать широкий спектр стихийных бедствий. От землетрясений и извержений вулканов до наводнений, оползней и лавин, те самые особенности, которые делают горы величественными, также делают их склонными к разрушительным событиям. Понимание взаимодействия между горными средами и природными опасностями имеет важное значение для снижения риска бедствий, планирования землепользования и строительства устойчивых сообществ в этих районах высокого риска.

Влияние горных хребтов на стихийные бедствия действует в многократных масштабах. Тектонические силы строят горы вдоль границ плит, создавая зоны интенсивной сейсмической и вулканической активности. Густая топография каналов осадков и снегопадов в быстро движущиеся потоки, способные опустошать долины. Гравитация постоянно тянет на неустойчивые склоны, вызывая оползни, которые могут блокировать реки и вызывать вторичное наводнение. В потепляющем мире ледники отступают, оставляя за собой нестабильные морены и формируя новые ледниковые озера, которые представляют катастрофические риски наводнений. Каждая из этих опасностей формируется уникальными характеристиками горной местности.

Сейсмическая активность и горные хребты

Горные хребты часто являются поверхностным выражением глубоких тектонических процессов. Столкновение, субдукция или распространение тектонических плит строит горы и одновременно порождает землетрясения. Связь наиболее очевидна в молодых, активных горных поясах, таких как Гималаи, Анды, Альпы и Тихоокеанское огненное кольцо. Эти регионы испытывают частые, иногда разрушительные землетрясения, которые могут убить тысячи и изменить целые ландшафты.

Механизмы землетрясений в горных районах

Землетрясения в горных хребтах являются результатом внезапного выброса напряжения, накопленного вдоль разломов. В компрессионных условиях, таких как Гималаи, индийская плита толкает в евразийскую плиту, заставляя кору сгущаться и подниматься. Крупные разломы, такие как Главная центральная струя и Главная пограничная струя, вызвали некоторые из крупнейших континентальных землетрясений. Землетрясение Горкха в Непале в 2015 году (магнитуда 7,8) убило почти 9 000 человек и было непосредственно связано с продолжающимся столкновением, которое создало Гималаи. Аналогично, землетрясение Вэньчуань 2008 года (магнитуда 7,9) произошло вдоль разлома Лонгмен Шан на восточной окраине Тибетского плато, региона, сформированного теми же тектоническими силами.

В зонах субдукции горы образуются вулканическими дугами над спускающимися плитами. Каскады на северо-западе Тихого океана, в Андах и Японских Альпах — все это горные хребты, связанные с субдукцией. Землетрясения в этих условиях могут быть очень глубокими (более 100 км) и иногда вызывать цунами. Землетрясение Тохоку в 2011 году у берегов Японии вызвало массивное цунами, которое опустошило прибрежные сообщества, а также вызвало оползни в горных внутренних районах.

Горные землетрясения часто вызывают сильное сотрясение земли на крутых склонах, что, в свою очередь, вызывает широкомасштабные оползни, скальные осадки и снежные лавины.Эти вторичные эффекты часто наносят больший ущерб, чем само сотрясение, особенно в отдаленных районах, где инфраструктура минимальна.

Вулканическая активность в горных хребтах

Многие из самых опасных вулканов в мире находятся в горных хребтах, особенно те, которые связаны с зонами субдукции. Анды, Каскады, Индонезийский архипелаг и Центральноамериканский вулканический пояс - все это часть этой глобальной картины. Вулканические извержения в горной местности представляют опасность, отличную от тех, которые находятся в равнинных районах: пирокластические потоки могут путешествовать по долинам на высокой скорости, лахары (вулканические сели) могут набирать десятки километров, а золовые водопады могут покрывать водоразделы, что приводит к более позднему затоплению.

Извержение 1980 года горы Сент-Хеленс в Каскадном хребте было ярким примером. Извержение вызвало массивный оползень, который удалил северный фланг вулкана, а затем боковой взрыв, который опустошил более 600 квадратных километров леса. Лахары из извержения заполнили долину реки Тотле, и пепел упал на несколько штатов. В Андах Невадо-дель-Руис в Колумбии извергся в 1985 году, производя лахары, которые разрушили город Армеро и убили около 25 000 человек. Эти события подчеркивают, как сочетание крутой местности и вулканической активности может усилить последствия стихийных бедствий далеко за пределами источника извержения.

Чтобы узнать больше о глобальных вулканических опасностях, посетите Глобальную программу вулканизма Смитсоновского института, которая предоставляет данные в режиме реального времени о извержениях во всем мире.

Наводнение в горных районах

Горные хребты являются водонапорными башнями для большей части мира. Они перехватывают влагозагруженные воздушные массы, заставляя их подниматься, охлаждаться и конденсироваться в осадки. Наветренные стороны гор часто получают обильные осадки, в то время как подветренные стороны могут быть дождевыми теневыми пустынями. Этот орографический эффект является основным драйвером местной и региональной гидрологии, но он также создает условия для сильного наводнения.

Флэш-наводнения и штормовые события

Интенсивные дожди в горных водосборах могут привести к быстрому стоку, который концентрируется в узких долинах и ущельях. Флэш-наводнения в этих условиях прибывают с небольшим предупреждением, часто превращая небольшие потоки в бушующие потоки в течение нескольких минут. Крутые градиенты увеличивают скорость потока, давая воде огромную эрозионную силу, которая может прочесывать дороги, мосты и здания. Муссонные события в Гималаях, аппалачские облачные вспышки и средиземноморские штормы в Альпах вызывают внезапные наводнения с трагическими последствиями.

Один из самых смертоносных примеров произошел в июле 2021 года, когда экстремальные осадки в Европейских Альпах вызвали разрушительные наводнения и оползни по всей Германии, Бельгии, Люксембургу и Нидерландам. Река Ахр в Германии поднялась до рекордных уровней, уничтожив целые общины и убив по меньшей мере 184 человека. Событие было напрямую связано с горной местностью, которая направляла и концентрировала осадки. Аналогичным образом, в 2013 году в районе Уттаракханд индийских Гималаев произошли катастрофические внезапные наводнения и оползни во время муссонных дождей, убив более 5000 человек. Эти катастрофы подчеркивают уязвимость горных поселений к экстремальным осадкам.

Наводнения в ледниковом озере (GLOFs)

По мере таяния горных ледников во всем мире они оставляют после себя нестабильные озера, затопленные мореной. Эти озера часто сдерживаются свободным мусором, который может непредсказуемо выйти из строя. Когда плотина прорывается, озеро может стекать в течение нескольких часов, высвобождая стену воды и мусора вниз по течению. Наводнения, вызванные ледниковым озером, являются одними из самых разрушительных опасностей в высокогорных регионах.

Гималаи и Анды пережили многочисленные события ГЛОФ в последние десятилетия. В 1985 году ГЛОФ из Диг-Цхо в Непале разрушил почти завершенную гидроэлектростанцию и убил несколько человек вниз по течению. В Перу вспышка 1941 года из озера Палкакоча около Уараса вызвала массивное наводнение, в результате которого погибло около 5000 человек. Изменение климата ускоряет отступление ледников, формирует новые озера и растут существующие озера. Сообщества в таких местах, как Бутан, Непал и Пакистан, в настоящее время подвергаются все большему риску от ГЛОФ. Проекты по снижению уровня озера искусственно предпринимаются, но проблема остается актуальной.

Наводнение в снежном покрове

В умеренных горных хребтах, таких как Скалистые горы, Альпы и Сьерра-Невада, быстрое таяние снега весной может переполнить речные каналы, что приводит к широкомасштабному наводнению. Особенно опасно, когда на существующий снежный покров выпадает теплый дождь, ускоряющий таяние и добавление жидкой воды. Красная река Севера и Миссисипи пережили крупные весенние наводнения, которые происходят от таяния снега в Скалистых горах и Аппалачах. Хотя эта опасность более предсказуема, чем внезапные наводнения или ГЛОФы, она все же может нанести огромный ущерб сельскохозяйственных угодьям, городам и транспортным сетям.

Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) предоставляет обширные ресурсы для прогнозирования и управления наводнениями, включая роль горного снежного покрова в риске наводнений.

Оползни и массовые движения

Горные склоны по своей природе неустойчивы. Гравитация, выветривание, осадки, сейсмическая тряска и человеческая деятельность способствуют оползням, которые могут варьироваться от небольших камнепадов до массивных провалов склонов, которые перемещают целые склоны. Оползни являются хронической опасностью в большинстве горных хребтов, и они часто встречаются в кластерах во время штормов или землетрясений. Они также могут превращаться в потоки мусора, которые проходят много километров вниз по долинам.

Причины и триггеры

Наиболее распространенными триггерами оползней в горах являются сильные осадки и землетрясения. Особенно подвержены крутые склоны, которые были ослаблены предыдущими оползнями, обезлесением, дорожным строительством или добычей полезных ископаемых. Во многих развивающихся странах горные поселения строятся на нестабильной местности, потому что более плоских земель мало. Это создает опасную картину воздействия: популяции живут непосредственно на пути потенциальных оползней.

Оползень Уаскаран 1970 года в Перу является классическим примером катастрофы, вызванной землетрясением. Землетрясение магнитудой 7,9 потрясло массив Невадо Уаскаран, вызвав массивную лавину пород и льда, которая прошла 18 километров по долине со скоростью более 300 км/ч, похоронив город Юнгай и убив около 20 000 человек. Событие остается одним из самых смертоносных оползней в истории. Совсем недавно оползень Осо 2014 года в штате Вашингтон, США, убил 43 человека, когда крутой склон уступил место после периода сильного дождя, протекающего через долину реки Стиллагуамиш.

Вторичные и каскадные опасности

Оползни не всегда происходят изолированно. Крупный оползень может перекрыть реку, создавая естественную плотину. Затопленная вода образует озеро, которое впоследствии может выйти из строя, вызывая катастрофическое потоп вниз по течению. Такие оползни-затопленные озера часто встречаются в тектонически активных горах, как Гималаи, Анды и Кавказ. В 2018 году массивный оползень перекрыл реку Цзиньша в Китае, создав плотину длиной 1000 метров. Китайскому правительству пришлось эвакуировать десятки тысяч людей и провести контролируемый взрыв, чтобы безопасно выпустить воду.

Потоки мусора — ещё одна распространённая опасность в крутой местности. Эти быстро движущиеся смеси воды, грязи, скал и растительности могут разрушить здания и инфраструктуру на их пути. Трагедия штата Варгас в Венесуэле 1999 года включала потоки мусора, вызванные проливными дождями на склонах Кордильеры-де-ла-Коста. Тысячи погибли, а целые прибрежные города были стерты с лица земли.

Деятельность человека, в том числе вырубка лесов для сельского хозяйства, лесозаготовки и дорожное строительство, может резко увеличить риск оползней. Удаление растительности снижает устойчивость склонов, в то время как дороги, вырубленные на склонах холмов, изменяют дренаж и создают неустойчивые края. Во многих частях мира эти антропогенные факторы так же важны, как и естественные триггеры.

Для получения подробных данных о глобальном риске оползней и картографировании, программа геологической службы США по оползневым опасностям предлагает исчерпывающую информацию.

Лавины и снежные опасности

В высоких горных хребтах с сезонным снежным покровом лавины представляют значительную угрозу для общин, транспортных маршрутов и отдыха за рубежом. Лавины могут быть вызваны естественными факторами, такими как новый снег, погрузка ветра и изменения температуры, или человеческой деятельностью, такой как катание на лыжах или снегоходы. Горные хребты, такие как Альпы, Скалистые горы, Гималаи и Анды, испытывают частые лавины, которые ежегодно вызывают сотни смертей во всем мире.

Основные лавиноопасные бедствия включают лавину 1999 года в Гальтуре, Австрия, в результате которой погиб 31 человек и была разрушена часть деревни. В Гималаях лавины на вершинах, таких как гора Эверест и близлежащие горы, погибли альпинисты и носильщики. В 2014 году лавина на горе Эверест убила 16 проводников Шерпы, подчеркнув угрозу даже в высокогорных условиях. Военные операции в горных районах также сталкиваются с лавиноопасностью; ледник Сиачен на индийско-пакистанской границе видел много солдат, убитых в лавинах.

Прогнозирование схода лавин резко улучшилось с помощью современных данных о погоде, анализа снежных покровов и моделирования, но опасность остается постоянной. Правила землепользования в зонах, подверженных сходу лавины, были приняты в таких местах, как Швейцария, но обеспечение соблюдения является сложной задачей в развивающихся горных странах.

Изменение климата и усиление опасности горных районов

Изменение климата глубоко меняет частоту и интенсивность горных стихийных бедствий. Повышение температуры приводит к таянию ледников, уменьшению снежного покрова и изменению характера осадков. Оттепель вечной мерзлоты дестабилизирует высокие горные склоны, повышает риск обвалов и оползней в альпийских регионах. Например, в Альпах наблюдается рост крупных обвалов с высокогорных пиков по мере потепления вечной мерзлоты.

Прогнозы показывают, что экстремальные осадки станут более распространенными во многих горных регионах, что приведет к большему количеству внезапных наводнений и оползней. Более высокие температуры также вызовут больше осадков, выпадающих в виде дождя, а не снега, изменяя сроки стока и уменьшая естественное хранение воды. Ледниковое отступление продолжит создавать новые озера, увеличивая риск ГЛОФ по крайней мере в течение нескольких десятилетий, прежде чем эти озера в конечном итоге истощатся или стабилизируются. В некоторых районах опасность может снизиться после середины века, поскольку площадь ледников уменьшается, но в других риск останется высоким в течение нескольких поколений.

The interplay of multiple hazards is particularly concerning: an earthquake that triggers landslides and avalanches during a storm, for instance, can create a multi-hazard cascade that overwhelms response capacity. Integrated risk management approaches that consider cascading effects are increasingly recognized as essential in mountain regions.

Готовность к стихийным бедствиям и смягчение их последствий в горных районах

Снижение риска бедствий в горных хребтах требует сочетания инженерных работ, планирования землепользования, систем раннего предупреждения и участия общин.Структурные меры, такие как контрольные плотины, оползни, подпорные стены и лавины, широко использовались в Альпах и других богатых горных районах.Однако они дороги и могут быть неуместны во всех условиях.

Неструктурные меры зачастую являются более эффективными с точки зрения затрат. К ним относятся картирование опасности, зонирование землепользования, которое ограничивает развитие в районах с высоким риском, строительные нормы, требующие строительства, устойчивого к землетрясениям, и восстановление лесов на неустойчивых склонах. Системы раннего предупреждения на уровне общин о внезапных наводнениях и оползнях могут спасти жизни, особенно в сочетании с образованием и буровыми работами.

В развивающихся странах многие горные общины не имеют доступа к информации о рисках или ресурсам для осуществления мер по смягчению их последствий. Международное сотрудничество и финансирование имеют решающее значение. В Сендайской рамочной программе по снижению риска бедствий подчеркивается необходимость понимания риска бедствий, укрепления управления, инвестирования в повышение устойчивости и повышения готовности. Такие инициативы, как Международный центр комплексного развития горных районов (МЦИМОД) в Непале, направлены на снижение уязвимости в Гималайском регионе Гиндукуш путем содействия устойчивому развитию и снижению риска бедствий.

Наконец, интеграция знаний коренных народов с современной наукой может улучшить восприятие рисков и реакцию. Горные общины живут с этими опасностями в течение нескольких поколений, и их местный опыт может информировать маршруты эвакуации, методы безопасного строительства и решения о землепользовании. Когда спутниковые данные, погодные модели и знания сообщества объединяются, готовность к стихийным бедствиям становится более эффективной и культурно подходящей.

Для глобального понимания управления горными опасностями Управление Организации Объединенных Наций по уменьшению опасности бедствий (UNDRR) предоставляет рамки и тематические исследования по повышению устойчивости в опасной местности.

Заключение

Горные хребты - это не просто живописные чудеса - это динамические системы, которые формируют возникновение и воздействие стихийных бедствий в больших масштабах. Их тектоническое происхождение вызывает землетрясения и вулканы; их крутые склоны и орографические эффекты вызывают наводнения и оползни; их ледники и снежный покров создают уникальные опасности, такие как ГЛОФы и лавин. Изменение климата добавляет новое давление, делая многие из этих опасностей более частыми и серьезными.

Эффективное снижение риска бедствий в горных районах требует признания этих взаимосвязанных процессов и разработки комплексных подходов, которые сочетают в себе структурную защиту, раннее предупреждение, разумное планирование землепользования и готовность общин. Только понимая глубокую роль, которую горные хребты играют в стихийных бедствиях, мы можем надеяться на снижение потерь, которые они несут на жизнь и средства к существованию. Поскольку население продолжает расти в этих зонах высокого риска, неотложность этого понимания никогда не была большей.