Лахар

Лахар — это грязевой, грязекаменный или грязеводный поток вулканического происхождения, сходящий по склонам вулканов и долинам рек. Лахары представляют собой разновидность селевых потоков (селей), отличающуюся от обычных селей исключительно источником материала — продуктами вулканической деятельности (пеплом, тефрой, вулканическим шлаком). Ключевой характеристикой лахара является его высокая плотность и вязкость, обусловленная большим содержанием твёрдого материала (до 60–80 % по объёму), что придаёт ему разрушительную силу, сопоставимую с жидким бетоном. Термин происходит из индонезийского языка, где слово lahar обозначает лавовый поток, но в научной литературе закрепился именно за грязевыми потоками.

Классификация и механизмы образования

Лахары классифицируют по нескольким признакам, главным из которых является механизм инициирования. Выделяют два основных типа: первичные (сингенетические) и вторичные (эпигенетические).

Первичные лахары

Первичные лахары возникают непосредственно во время или сразу после вулканического извержения. Их образование связано с несколькими процессами:

• Таяние ледников и снежников: Горячий вулканический материал (пирокластические потоки, лавовые потоки, тефра), попадая на ледниковый покров или снежную шапку вулкана, вызывает их быстрое таяние. Огромные объёмы воды смешиваются с рыхлым вулканическим пеплом и обломками пород, образуя мощный грязевой поток. Этот механизм является наиболее распространённым и опасным. Примером служит катастрофа на вулкане Невадо-дель-Руис (Колумбия) в 1985 году.
• Прорыв кратерных озёр: Извержение может разрушить стенку кратера, в котором находится озеро, или вызвать его перелив. Вода из озера устремляется вниз по склону, смешиваясь с вулканическим материалом.
• Интенсивные дожди во время извержения: Выпадение большого количества осадков на свежевыпавший рыхлый пепловый покров приводит к его насыщению водой и последующему сходу в виде лахара. Сам пепел, будучи гидрофобным, может образовывать водонепроницаемую корку, что усугубляет ситуацию.

Вторичные лахары

Вторичные лахары возникают спустя месяцы, годы или даже десятилетия после извержения, когда на склонах вулкана остаются большие объёмы неконсолидированного пирокластического материала. Основным триггером для них служат:

• Проливные дожди: Обычные ливни, особенно в тропическом климате, могут вызвать сход грязевых потоков с рыхлых пепловых склонов. Такие лахары характерны для вулкана Мерапи (Индонезия) и вулкана Пинатубо (Филиппины).
• Землетрясения: Сейсмические колебания могут дестабилизировать рыхлые отложения на склонах, инициируя их движение.
• Деятельность человека: Вырубка лесов, строительство дорог и другие формы хозяйственной деятельности на склонах вулканов могут нарушить устойчивость склонов и способствовать сходу лахаров.

По составу твёрдого материала лахары делятся на:

• Пепловые (пеплово-грязевые): Преобладает мелкозернистый вулканический пепел.
• Глыбовые (грязекаменные): Содержат значительное количество крупных обломков горных пород (от щебня до валунов размером в несколько метров).

Физические характеристики и динамика

Лахар — это неньютоновская жидкость, обладающая свойствами пластичного тела. Его плотность колеблется от 1,4 до 2,4 г/см³, что значительно превышает плотность воды (1,0 г/см³). Вязкость лахара может быть в тысячи и миллионы раз выше вязкости воды, что позволяет ему переносить огромные валуны размером с дом.

Скорость движения лахара варьируется в широких пределах: от нескольких метров в час (медленные, ползучие потоки) до 40–60 км/ч и более (быстрые, турбулентные потоки). Скорость зависит от уклона, объёма, вязкости и содержания воды. На крутых склонах лахары движутся быстрее, на пологих — замедляются и могут останавливаться, образуя мощные отложения.

Дальность пробега лахара может достигать десятков и даже сотен километров от вулкана. Например, лахар с вулкана Рейнир (США) в прошлом достигал Тихого океана, преодолев расстояние более 100 км. Объём лахара может составлять от нескольких тысяч до сотен миллионов кубических метров.

Последствия и опасность

Лахары представляют собой одну из самых смертоносных вулканических опасностей. Их разрушительная сила обусловлена высокой плотностью, скоростью и способностью переносить крупные обломки. Основные поражающие факторы:

• Прямое ударное воздействие: Поток сметает всё на своём пути: здания, мосты, дороги, линии электропередач, лесные массивы. Валуны, движущиеся в потоке, действуют как тараны.
• Захоронение: Лахары оставляют после себя мощные слои вулканического материала (от нескольких сантиметров до десятков метров), которые погребают под собой населённые пункты, сельскохозяйственные угодья и инфраструктуру. Восстановление таких территорий может занять десятилетия.
• Затопление и изменение русел рек: Лахары часто блокируют речные русла, образуя временные плотины и запруды. Прорыв таких плотин может вызвать катастрофические наводнения. Кроме того, лахары могут кардинально менять гидрографическую сеть, прокладывая новые русла.

Крупнейшие катастрофы, связанные с лахарами

• Вулкан Невадо-дель-Руис, Колумбия (1985 год): Самая известная трагедия. Небольшое извержение вызвало таяние ледника, породив серию мощных лахаров. Один из них полностью уничтожил город Армеро, расположенный в 50 км от вулкана. Погибло около 25 000 человек. Катастрофа произошла, несмотря на предупреждения учёных, из-за неверной интерпретации данных и бездействия властей.
• Вулкан Сент-Хеленс, США (1980 год): Извержение вызвало сход огромного лахара в долине реки Туутл, который уничтожил мосты, дороги и лесные массивы на площади в сотни квадратных километров.
• Вулкан Пинатубо, Филиппины (1991 год): После катастрофического извержения на склонах вулкана остались десятки кубических километров рыхлого пепла. В течение нескольких последующих лет во время сезонов дождей сходили мощные вторичные лахары, которые разрушили множество деревень и городов, унеся жизни сотен людей и нанеся огромный экономический ущерб.

Прогнозирование и меры защиты

Прогнозирование лахаров является сложной задачей, особенно вторичных, которые могут быть вызваны обычными дождями. Тем не менее, существуют методы оценки риска и снижения ущерба:

• Картирование опасностей: Составление карт зон, подверженных сходу лахаров, на основе геологических данных о прошлых событиях, топографии и моделирования.
• Мониторинг: Установка сейсмометров (для регистрации вибрации движущегося потока), датчиков уровня воды в реках, акустических датчиков (для обнаружения характерного шума лахара), а также метеорологических станций для отслеживания осадков.
• Системы раннего предупреждения: На вулканах с высокой активностью (например, Мерапи в Индонезии, Руапеху в Новой Зеландии) созданы автоматические системы, которые при обнаружении лахара передают сигнал тревоги в населённые пункты.
• Инженерные сооружения: Строительство дамб, селеуловителей, отводных каналов и барьеров для направления или замедления потока лахара. Однако эти меры эффективны лишь для небольших и средних потоков.
• Планирование землепользования: Запрет на строительство в зонах высокого риска, эвакуация населения при угрозе извержения.

Лахар на Камчатке и в России

На территории России наиболее активные вулканы, порождающие лахары, расположены на полуострове Камчатка и Курильских островах. Вулканы Ключевской, Шивелуч, Безымянный, Карымский и Авачинский регулярно продуцируют грязевые потоки, особенно во время извержений, сопровождающихся таянием ледников. Например, извержение вулкана Шивелуч в 2023 году привело к сходу мощных лахаров, которые перекрыли дороги и представляли угрозу для близлежащих населённых пунктов, таких как посёлок Ключи. Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН ведёт постоянный мониторинг этих вулканов, составляя прогнозы и карты лахароопасности.

Источники

1. Влодавец В. И. Справочник по вулканологии. — М.: Наука, 1984.
2. Латышев И. А., Мелекесцев И. В. Лахары и их опасность // Природа. — 1991. — № 5.
3. Vallance, J. W. (2000). Lahars. In: Sigurdsson, H. (ed.) Encyclopedia of Volcanoes. Academic Press.
4. Pierson, T. C. (2005). Hyperconcentrated flow — transitional process between water flow and debris flow. In: Jakob, M. & Hungr, O. (eds.) Debris-flow Hazards and Related Phenomena. Springer.
5. Данные Камчатской группы реагирования на вулканические извержения (KVERT) Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН.