Смещение оползня сопровождалось сильным взрывом сжатого воздуха, проникшего даже в угольные шахты. На поверхности долины этот взрыв сорвал с деревьев ветви и листья, а грязь и мелкую породу разбрызгал далеко впереди оползня. Шум от взрыва напоминал «шум выходящего пара при высоком давлении». Воздушная волна в отдельных случаях срывала и переносила на несколько метров сооружения, дома и людей без нанесения им какого-либо ущерба.
Таким образом, высокая скорость и текучесть оползня, его способность подниматься вверх по противоположному склону объясняются наличием подушки сжатого воздуха, пойманного в ловушку на первых этапах смещения скальных пород. После высвобождения воздуха угловатые блоки слились в единую массу, уже не способную «течь» по ровному или слабовсхолмленному днищу долины на значительное расстояние. Они покрыли площадь более чем в 2 км2, образовав типичный валозападинный рельеф. От подножия горы Тартл оползень Франк отделен мелким озером шириной 45 м, образовавшимся в результате подпруживания р. Кроузнест и впоследствии спущенного. Поверхность оползня поднимается почти на 100 м в направлении к его дистальному краю, удаленному от озера на 1,7 км. Пройдя такое расстояние, фронтальная часть оползня, взметнувшись на склон, перевалила через уступ, сложенный песчаниками и конгломератами, и, вздыбившись, застыла в виде острого гребня, не окаймленного «разбросанными изолированными блоками, как это бывает при обычных обвалах».
Каковы же причины, вызвавшие оползень Франк? Можно ли было его предвидеть и избежать гибели людей?
Исчерпывающие ответы на эти вопросы были даны специальной комиссией, тщательно изучившей район оползня. Исследователи пришли к выводу, что гора Тартл обладает рядом особенностей, которые в совокупности создают неповторимую более в горном массиве Альберта или даже во всей Британской Колумбии ситуацию, способствующую возникновению оползней.
Гора Тартл представляет собой эрозионный останец палеозойских известняков с очень крутым восточным склоном. Наклон земной поверхности достигает здесь 67° на высоте 2100 м и 52–61° на более низких отметках. По существу верхняя часть горы нависает над склонами, что хорошо видно на рис. с. 102. По расчетам, критический угол любой плоскости срезывания в теле горы составляет 32°. Блок пород, подсеченный плоскостью с таким или большим углом наклона, становится неустойчивым и неминуемо должен соскользнуть вниз, особенно при наличии других условий, способствующих этому, о чем речь ниже.
Геологическое строение горы Тартл не является уникальным, но также благоприятствует возникновению оползней. Дело в том, что массив известняков надвинут здесь на крыло синклинальной складки, сложенной мезозойскими сланцами, песчаниками и угольными пластами. В отличие от других описанных случаев[20] пласты здесь наклонены не вдоль склона, а внутрь горы Тартл под углом 50–65°. Поэтому оползание по напластованию здесь совершенно исключается. Массив известняков расчленен многочисленными трещинами на мелкие блоки, а в его нижней части, у основания склона, возникли мощные зоны смятия.
На рисунке видно, как крутонаклоненные вдоль склона тектонические трещины рассекают массив известняков и создают идеальные плоскости для оползания блоков, которые своими нижними частями упираются в пласты сланцев и в зоны смятия, заполненные Рыхлыми продуктами дробления. Повышенная трещиноватость известняков, способствующая интенсивному просачиванию и циркуляции грунтовых вод, явилась одной из главных причин оползания. Другой причиной была очень малая прочность слоев пород в основании склона. Подсеченный трещинами блок известняков опирался на упомянутые мягкие пласты сланцев с прослойками угля и зоны смятия с пониженной прочностью. Они выполняли роль естественного контрфорса-подпорки для вышележащих толщ. Эта «опора» не могла длительное время поддерживать тяжесть массива, подвергнутого к тому же, как это будет видно далее, глубинной ползучести. Именно с одной из этих ослабленных зон смятия и совпал нижний край отрыва оползня Франк. Относительно устойчивое состояние массива могло сохраняться неопределенно долгое время, если бы не землетрясения и деятельность людей.
В 1901 г. район испытал умеренное по силе землетрясение, которое могло привести к малозаметным деформациям склона. А вибрация, вызываемая взрывами на проходящей у подножия горы Тартл железной дороге, безусловно, способствовала потере его устойчивости.
Наконец, была главная причина, без которой возникновение оползня Франк было бы невозможно еще долгое время.
В недрах хр. Альберта производилась добыча каменного угля шахтным способом. Перед оползнем в глубине горы Тартл по простиранию пластов было пройдено 1700 м горных выработок. Ширина полых камер, заполняемых добытым углем, составляла 18–45 м. Уголь периодически вывозился, а подпорки в этих камерах-накопителях устанавливались не во всех требуемых местах. Ряд таких камер ответвлялся от ствола главного штрека на расстоянии 360 м от его устья. Добыча угля перед оползнем 29 апреля 1903 г. составляла 1000–1100 т в день. Из зоны, расположенной под оползнем, до 1903 г. была вынута 276 591 т угля. В результате освободилось пространство объемом 181 300 м3, которое непосредственно под будущим оползнем Франк составило 167 240 м3. Всего же из недр здесь было вынуто 396 640 м3 горной массы.
Таким образом, в глубине горы Тартл в основании массива известняков руками людей была создана разветвленная сеть пустот, ослабивших и без того непрочный контрфорс-подпорку, поддерживающий вышележащие толщи. Это типичный случай подрезки основания склона, способствующий потере им устойчивости. Последствия не заставили себя долго ждать. Но они оказались катастрофическими только из-за беспечности людей и, возможно, по причине малой осведомленности горноспасательной службы об оползневой опасности. Жертв наверняка могло бы не быть, и если нельзя было спасти от разрушения часть г. Франк, то времени для вывоза людей в безопасную зону предоставлялось более чем достаточно.
По показаниям очевидцев, за 6 месяцев до катастрофы появились первые зримые признаки оседания и сжатия массива известняков над выработанными в горе пустотами на всей площади будущего оползня.
За 2 месяца до 29 апреля, после очередной вывозки угля, обрушились стенки штреков. Обследование показало, что много породы обвалилось именно с западных стенок камер-накопителей, обращенных к вершине горы Тартл, а одна из стенок была подсечена на значительном расстоянии. Таким образом, в массиве известняков за много месяцев до катастрофы началось медленное движение его отдельных частей за счет постепенного сжатия шахтных стволов, штреков и других полостей. Если бы в то время в выработках установили точные приборы для измерения деформации массива, то они бы зарегистрировали его смещение и подтвердили реальность опасности его обрушения.
Перед самым оползнем произошло резкое сжатие подземных выработок. Балки-подпорки прогнулись. Бегущие шахтеры вынуждены были менять направление движения, так как проход в выработках все более суживался.
На примере оползня Франк была продемонстрирована недальновидность руководства, неозабоченность его судьбами людей, «подкапывающих» гору, нависшую над их жилищами. Обрушившаяся часть горы находилась как раз над районом крупных забоев и соответствовала ему по длине.
Обследование области отрыва оползня Франк показало, что он подготавливался длительное время, возможно еще до начала разработок угольных пластов. Вся геологическая обстановка говорила о том, что в горном массиве Альберта, поднятом и надвинутом на мягкие глинистые сланцы, происходит гравитационное расседание его вершин и склонов с образованием мощных трещин отрыва. Такие многочисленные трещины-заколы, свидетельствующие о давно начавшихся процессах отседания и глубинной ползучести, были обнаружены на северной и южной вершинах горы Тартл и между ними. Они следовали параллельно краю главного эскарпа-уступа, возвышающегося над городом. Длина этих глубоких трещин достигала 450 м. Они однозначно указывали на медленное движение Массива в сторону долины р. Кроузнест. Во время таяния снега и обильных дождей трещины превращались в своеобразные дренажные канавы, собирающие воду со склонов и проводящие ее внутрь массива, к прослойкам глинистых сланцев. Кроме того, замерзая в этих трещинах, вода расклинивала и расширяла их.
