Ледяные исполины

Оказалось, вредил колодец для стока поверхностных вод, который находился в 50 метрах от сооружений. Вода из него подтекала под здание.

Ликвидировали колодец. А тут началась осадка самой доменной печи. Странно проходила осадка: в одни дни шла очень быстро, а в другие дни прекращалась вовсе. Что за чудеса?

Специалисты догадались, в чем дело. Уточнили, в какую погоду осадка ускоряется, а в какую прекращается.

И не зря уточнили. Выяснилось, что погода влияет на устойчивость сооружения: в дождливое время вода скапливается возле домны, просачивается в лёссы и ослабляет их устойчивость.

Засыпали все понижения, канавы, ямы, устроили лотки для отвода дождевых вод. Проверили результаты. Порядок! Теперь даже после дождей домна стояла надежно.

Однако через некоторое время с ней опять что-то произошло. День ото дня она погружалась в грунт. За неделю осела на пять сантиметров. Положение стало угрожающим. Почти как на тонущем корабле. Только он погружается в воду, а домна — в грунт. И непонятно почему.

Вторая домна тоже стала все быстрее оседать. Надо было срочно найти причину аварийной ситуации.

На этот раз обнаружили утечки из водопроводной сети. Когда их устранили, просадка лёссов прекратилась и домны наконец-то прекратили погружение. К этому моменту они опустились примерно на один метр.

Бывает и так, что на территории предприятия, возведенного на лёссах, возникают ямы-провалы глубиной до пяти метров. А причина таких явлений — пустячная: прорыв водопровода, а то и просто неисправность кранов. Таков уж лёсс: размокает от воды, как сахар.

Как же возникла эта странная горная порода?

Над этим вопросом ученые ломают головы уже полторы сотни лет. Написали о своих соображениях тысячи статей и книг. Окончательного ответа нет. Но многое прояснилось.

Сначала думали, что лёссы остались после всемирного потопа. Вроде грязи или ила на полях. Затем убедились, что пылеватые, как лёссы, слои накапливаются в озерах, реках. Кропоткин обнаружил их среди ледниковых отложений. Но все-таки было совершенно ясно, что накапливались лёссы и там, где не было за последнее время ни озер, ни рек, ни ледников.

Ученые обратили внимание на однообразный состав лёсса. Сплошная пыль! А пыль, как известно, легко переносится ветром. И откладываться может где угодно.

Правда, не совсем было ясно, откуда берется такая пыль, как она превращается в наполненную воздухом горную породу, пронизанную тонкими вертикальными трубочками, содержащую известковые частички, остатки растений и слои погребенных почв. Вдобавок мощность этой породы достигает многих десятков метров.

Кое-что удалось уточнить. В создании лёссов принимают участие растения. Своими корешками они скрепляют пылеватые частицы. Отмирая, добавляют в грунт известь, а на месте корешков образуются вертикальные пустоты. Растения задерживают пыль. И все-таки откуда-то должны взяться гигантские массы пыли?

Чтобы выяснить этот вопрос, ученые стали составлять карты распространения лёсса. Оказывается, он встречается главным образом по окраинам великих ледников Европы, Азии, Северной Америки. В тропическую зону лёссы вообще не заходят. Нет их и в заполярной зоне.

У этой горной породы оказались географические странности. Как будто есть у нее любимые климаты. Лёссы располагаются примерно по середине Северного полушария: между 30-й и 60-й параллелями.

Пора вспомнить о том, какую геологическую работу выполнили великие ледники, как они откладывали обломки. На своем пути они оставляли слой грубой донной морены и россыпи валунов. В краевых зонах ледников нагромождены холмы песков крупных, плохо отсортированных, с валунчиками. Южнее тянутся слои водно-ледниковых отложений. Здесь пески средние и мелкие, неплохо перемытые и отсортированные. Далее к югу они переходят в пылеватые.

Тут-то и начинают преобладать лёссовые накопления: тонкая пыль, почти как мука, великолепно «просеянная».

Перенести и перевеять ее мог, безусловно, ветер. А источником пыли были частички, оставшиеся от растаявших ледников и возникшие от морозного разрушения горных пород. (Ученые выяснили, что постоянное воздействие мороза дробит обломки до состояния тонкой пыли.)

Удалось даже искусственно вызвать просадочные свойства пылеватых нелёссовых пород. Их десятки раз замораживали и оттаивали. После этого лабораторные испытания показали: образцы стали «бояться воды», как настоящие лёссы. А еще у них увеличивалась пористость. Учтем, что в средней полосе промерзание и оттаивание почв происходит несколько раз в году. А ведь почвы живут сотни лет.

За это время они обрабатывались морозами многократно и вполне могли от этого обрести просадочпые свойства.

Уточнили геологи и возраст лёссовых толщ. Оказалось, что их мало накапливалось в первой половине ледникового периода; не возникают они и в наше время. Обычно удается выделить три-четыре основных горизонта лёсса — примерно столько, сколько предполагается великих оледенении.

Во всяком случае вполне резонно предполагать связь лёссов с великими оледенениями. Если бы для рождения лёссов достаточно было пустынь и ветров, то эти породы в изобилии накапливались бы вокруг Сахары. А их там нет вовсе.

Четыре главные загадки лёсса в наше время более или менее точно решены.

Откуда взялась лёссовая пыль?

Чаще всего — от морозной обработки горных пород. От «грязи», оставленной растаявшими великими ледниками.

Как переносилась и накапливалась лёссовая пыль?

Здесь больше всех поработал ветер. Особенное раздолье ему было в периоды «геологической осени», перед наступлением ледников. Часть лёссовой пыли могла переноситься талыми водами. А накапливалась пыль с помощью растений и почвенных процессов, скреплявших частички грунта.

Чем вызваны основные особенности лёсса?

Историей его формирования. Просадочность зависит от многократного замерзания и таяния, а также от воздействия корней растений и почвенных животных.

Как ухитрился лёсс не потерять свои удивительные свойства за многие века своего существования?

На этот вопрос я затрудняюсь ответить. Возможно, лёссы сохранились только там, где был для них благоприятный климат и соответствующая геологическая обстановка…

На вопросы, связанные с лёссом, ученые продолжают искать ответы. Они отрабатывают ответы все более убедительно. Делается это не только из любознательности, чтобы лучше попять особенности ледникового периода.

На лёссах возводят заводы и дома, устраивают аэродромы и размещают сельскохозяйственные угодья, прокладывают железные и шоссейные дороги, каналы. Лёссы употребляются как строительный материал. Следовательно, очень важно до малейших деталей знать характер, поведение, свойства лёссов. И не только учитывать эти свойства, но и менять их, если это понадобится.

ГРУНТ

Грунт — вещь очень странная.

В одной сказке дается трудная задачка: принести то — не знаю что. О грунтах можно сказать: это и есть то — не знаю что. Вроде бы есть грунты везде. И в то же время нет их вовсе.

Сам по себе грунт не существует. Нет такого природного создания. И все-таки грунтом может быть что угодно: песок, глина, мел, гранит, лунная пыль и даже обыкновенный мусор.

Вот и разберись после этого, что такое грунт!

А разобраться несложно. Надо только знать, что грунтом называется всякая горная порода, которая как-либо используется при строительстве. (И мусор бывает горной породой, если его достаточно много.)

То, на чем строится здание, инженерное сооружение, — это грунт. Материал, который используют для насыпей, извлекают из котлованов или каналов, — это грунт.

Лёсс — это, конечно, грунт, если на нем возводят строения. Грунты изучает специальная наука — грунтоведение. Дело это непростое. Потому что грунты бывают самые разные, с причудливыми характерами.

Известные нам лёссы от воды сжимаются. А некоторые глины от воды разбухают. Толстеют прямо на глазах. И если на них стоит дом, они способны его приподнять. Хуже, если они приподнимут одну часть дома: строение растрескается, повредится.