Некоторые механизмы лавинных и холодных аварий на примере одной катастрофы

      Случается так, что туристской группе, попавшей в аварию, удается вырваться. Удается сломить, зацепивший ее «зуб опасности» и спастись. Но случается и так, что группа, уходя от одной опасности в сложной ситуации, тут же натыкается на другую. И бывает так, что, сломив один «зуб опасности», группа встречается со следующим. И каждый новый этап аварии оказывается при этом тяжелее предыдущего. В таком случае ситуация становится все сложнее, тяжелее и трагичнее. Особенно в условиях жесткого давления стихии и почти неизбежных в таких ситуациях ошибок туристов.
      Ниже я хочу пояснить суть отдельных механизмов лавинных и холодных аварий на примере одной катастрофы, о которой писалось ранее. Но описания были даны без полной детализации причин, которые тогда еще четко не были видны. Пояснения нужны для возможного предупреждения подобных ситуаций в будущем, – для лучшего видения отдельных факторов опасности.
      Ситуация произошла на «сломе» условий рельефа, – такие переходы чреваты всякими неожиданностями. Группа вышла из тайги на открытый ветру склон горы (Холатчахль, Северный Урал, 1096). На перевале дул ветер с азимута 270–290 (западный и северо-западный – это мы выяснили точно), но под восточным склоном горы ветер был слабее. Гора прикрывала собой, пока группа не вышла из-под ее защиты. Дальнейшее движение выводило на северный склон и на более открытое пространство, – навстречу ветру. Времени до темноты оставалось немного, поэтому туристы решили не выходить «под ветер» и заночевать на склоне, выбрав участок с достаточно толстым снегом в нечеткой ложбине склона, на перегибе крутизны. Спускаться вниз к лесу через каменные гряды не хотелось, поскольку на следующий день пришлось бы снова набирать высоту. Ночлег в таких условиях являлся хорошей тренировкой, – ранее только руководитель группы имел опыт подобных ночлегов.
      Казалось, все сделано правильно. Для установки палатки выбрали участок склона с глубоким снегом, – в заметенной выемке склона, на перегибе крутизны. Длинную двойную палатку постарались максимально «убрать» под склон и «в склон», вырубив в снегу ровную площадку и укрыв палатку за снежным уступом высотой более метра. Так палатка меньше «парусила» на ветру и между ней и склоном не наметало крупный сугроб, тяжесть которого могла ночью завалить палатку. Ветер нес снег со снежного уступа через палатку, а в углублении между палаткой и склоном снега скапливалось немного. Палатку тщательно закрепили на стойках и оттяжках. Крайние стойки – из лыжных палок, а высокие боковые – из лыж с оттяжками от центра конька палатки. Для крепления оттяжек перевернутые палки углубили до колец, – такая была глубина снега (до 120–200 см).
      На рисунке показаны варианты установки палатки без углубления и с углублением в склон для меньшей парусности и защиты от навала снежного сугроба. Укладка поперек палатки была более теплой, поскольку у холодных краев лежали двое, а не четверо участников. А укладка головой от склона была лучше с точки зрения защиты головы от навала крыши под давлением сугроба со стороны склона. Палатку поставили задней (глухой) стенкой к ветру, по-штормовому, с заглублением в снег примерно на полметра. И с заглублением в склон с подрезкой пласта на 100–120 см, как показано на рисунке 1 справа.
      Темный угол палатки сверху, – это то, что выступало из снега над устоявшей передней стойкой тогда, когда палатку обнаружили. После аварии весь снег заровняло ветром за 25 суток по склону, – сверху на 40–50 см выступал лишь острый угол. А задняя, заваленная часть палатки была под снегом.
      Так группа постаралась уйти от видимых опасностей ветра и снега. На открытом пространстве ветер представлял серьезную угрозу, и в случае порыва палатки группа могла попасть в нелегкую ситуацию.

Рисунок 1. Установка палатки без заглубления и с заглублением в склон для уменьшения парусности и навала снега.

      Но, уходя от одной опасности, группа невольно создала вторую. Край тяжелой снежной «доски» на слабой подложке глубинной изморози коварно навис над палаткой всей своей тяжестью. Подрезка снежного склона у палатки лишила «снежную доску» опоры снизу в зоне ее максимальных напряжений. На перегибе склона, где крутизна увеличивалась по высоте с 15 до 23 градусов (Попов И.Б., «Это была лавина», и по результатам измерений совместно с профессором Н.Н.Назаровым, – геоморфологом ПГУ, см также реферат по результатам похода: http://community.livejournal.com/pereval1959/18649.html).
      По этой «снежной доске» еще, видимо, походили ногами. И, возможно, выложили сверху бруствер из крупных комков снега, чтобы поменьше снега сыпалось на палатку. В результате совсем не опасный с виду склон стал лавиноопасен. Лавинная опасность была вызвана в данном случае не только подрезкой склона, – она была вызвана и очень опасным состоянием снежного пласта. Тяжелый пласт этот нарастал в течение всей зимы, – он уплотнялся и ветром и под действием резких скачков температур, которые сейчас видимы нам по графикам температур ближайших метеостанций Печора, Няксимволь, Бурмантово, Ивдель. Сход пласта, не поддержанного снизу, по слабой подложке глубинной изморози может произойти на склоне с незначительной крутизной даже менее 10?.
      Характерно: лавина на этом склоне могла и не сойти и не наблюдаться в течение многих лет, даже если бы по ней прошло множество групп. Но глубокая подрезка снежного пласта явилась катастрофическим фактором, который обусловил сход небольшого снежного оползня на палатку.
      Ночью при резком падении температуры, при повышении давления воздуха, ветра и наметенного снега кусок уплотненной «снежной доски» лопнул по трещинам, оторвался, съехал вниз и подмял задний край палатки дятловцев. При этом «доска, возможно, разломилась на куски и перемешалась и со свежим снегом сверху, и с рыхлым инеем подложки глубинной изморози (снизу). Видимыми, возможными причинами отрыва явились, конечно, подрезка пласта снизу, его повреждения при установке палатки, внутренние трещины, перегрузка пласта свежим снегом, порывы ветра, и резкое падение температуры (температурные напряжения). Оползень был небольшим по массе и объему, но он „наделал дел“ из-за определенного характера нагрузки.
      Но мог ли такой небольшой оползень с массой от нескольких сотен килограммов до нескольких тонн, – мог ли он нанести серьезные травмы участникам группы при весьма небольшой скорости схода с ориентировочной высоты порядка (1–2) м? Способна ли такая лавина-оползень с объемом в несколько кубометров частично уплотненного, а частью свежего снега нанести серьезные травмы?
      Да, в определенных условиях воздействия нагрузки это случается.
      Когда?
      Тогда, когда значительная масса придавливает человека к жесткой опоре: к стенке, к полу, к дереву. Надо видеть страшную «костоломность», смертельную опасность данного вида нагрузки. Когда наваливающаяся масса значительна, она легко ломает кости даже при небольшой скорости или при небольшой высоте падения. Она легко ломает кости даже при нулевой начальной скорости, – при статической нагрузке от веса этой массы уже при величине массы порядка 200–300 килограммов на человека. И ясно, что при таком механизме нагрузки даже несколько сотен килограмм снега могли нанести тяжелейшие травмы. Ведь навал его был не просто «статическим», – от веса этого снега. Он был и «динамическим», – при падении этого снега с высоты от одного до нескольких метров, – с высоты, лежащей в пределах от высоты падения нижнего и верхнего краев снежного пласта. Такие нагрузки с навалом значительной массы, придавливающей к жесткой опоре, вызывают обычно или тяжелейшие травмы или летальный сход. Они легко ломают грудную клетку, позвоночник, кости черепа.
      В конце статьи дано приложение, в котором теоретически объясняется разница между нагрузками при сдавливании и при отбрасывании (или падении) человека. Важно понять, что разница здесь – в десятки-сотни раз. Поскольку условная масса частей тела человека m (порядка от нескольких килограмм до нескольких десятков килограммов) существенно меньше массы падающего потока лавины M (порядка нескольких сотен – десятков сотен килограммов). Если нагрузка при отбрасывании одной большой массой опасна при больших скоростях, то нагрузка двумя большими массами с двух сторон, – это нагрузка по схеме «молот-наковальня», – эта нагрузка очень опасна и при небольших скоростях воздействия. Конечно, «отбрасывающая» нагрузка при больших скоростях может и травмировать, и убить человека. Но все же при «прочих равных» условиях эта нагрузка значительно меньше нагрузки при сдавливании. Одно дело, когда «поезд» отбросит человека на скорости. А другое дело, когда на той же скорости поезд вдавит человека в стенку вокзала, – такая нагрузка не просто убьет, она и «мокрого места» не оставит...
      Вывод определенный: наиболее опасными нагрузками при сходе лавины являются нагрузки, возникающие вследствие сдавливания (компрессии), когда человек оказывается между потоком лавины и жестким препятствием. От такого исхода надо стараться уйти и всеми средствами предотвратить такой исход. Что угодно, только не «припечатывание» лавиной к стенке или полу, или не «затирание» между препятствием и потоком лавины.
      При этом обрушение потока или снежного пласта лавины на палатку в зоне подрезки пласта являются частным случаем очень опасной нагрузки сдавливания. На рис. 2 г показано схематично, как обрушение участка снежного пласта подмяло палатку в случае группы Дятлова. Обрушение было локальным, палатку подмяло со стороны задней стенки (а переднюю стойку не завалило).
      Палатку, поставленную с подрезкой пласта с заглублением вниз «по-штормовому» поток или пласт лавины однозначно придавливает к площадке, а не отбрасывает. Палатке «некуда деться» из углубления в склоне. Основная часть массы палатки, – люди и вещи, – разложена на полу, а верх ее пустой и нежесткий. Поток легко сминает верх палатки и придавливает к ее полу все, что на нем лежит. «Отбрасывание» палатки практически никогда не происходит, – практически ее может отбросить только вместе с уступом, который под ней. Продольная трещина вдоль наружного наклонного ребра палатки дятловцев – прямое свидетельство удара снежного оползня по ее крыше при стоящей стойке и целых оттяжках. А куртка, вдавленная в разрыв палатки со стороны склона – прямое свидетельство усилий по освобождению из палатки (придавленные ее вдавили силой, отвоевывая внутреннее пространство).
      Примером подобной аварии служит очень трагичная история на Приполярном Урале (горы Рай-Из) 29.10.88 г., когда небольшая пластовая лавина на некрутом склоне морены высотой всего 20 м со снегом толщиной всего 40 см (внизу, а наверху – до 1 м) похоронила под собой 13 человек (см. П.И.Лукоянов. «Неслучайные случайности», журнал «Турист», № 12, 1989, с. 48–50). Причем, при крутизне склона над палаткой: 25–30°. Интересно, что лыжи, воткнутые в снег у палаток всего в нескольких метрах, остались стоять, – лавина их не завалила.
      Фото палатки дятловцев после частичной ее раскопки. Фото В.Д. Брусницина.
      У дятловцев была похожая ситуация. На фото видно, что задняя часть палатки после ее обнаружения придавлена снегом. Часть снега с палатки была сдута ветром, а остальная часть просела и уплотнилась до твердого наста, причем ветер за 25 суток заровнял все выступы на склоне. Упавшие лыжи-стойки, похоже, были подняты и воткнуты у палатки в качестве вешек (ориентиров), поскольку оттяжки от них отсутствуют.
      Оползень лавины импульсивно придавил и вызвал достаточно тяжелые травмы трех участников, – множественные переломы ребер Дубининой и Золотарева, а также черепные травмы Тибо-Бриньоля и Слободина. Следы похожего удара по голове имелись также у Кривонищенко (височная рана с разлитым кровотечением), Колмогоровой (следы удара по лицу, носовое кровотечение) и Колеватого (раны на щеке и под ухом).
      Но не только травмы осложнили положение дятловцев.
      Чтобы освободиться из завала им пришлось разрезать и разорвать палатку. В результате разрушения жилища группа оказалась в очень тяжелом положении, – ночью, в сильный мороз, на ветру, с тремя травмированными участниками. Ночью восстановить палатку было невозможно. Согреваться активным движением пострадавшие не могли: резкие движения у них вызывали боль.
      Одев пострадавших в отдельные вещи, извлеченные из-под снега в разрушенной палатке, группа решила срочно спустить раненых вниз, к лесу, чтобы там укрыть от ветра. А затем вернуться к палатке за вещами. До границы леса было всего полкилометра, – долго ли сбежать вниз и вернуться «в тапочках»?..
      Конечно, тогда в темноте дятловцы не понимали до конца, какого типа лавина и почему на них сошла. Не считаться с возможностью схода новой лавины они не могли, и понимали опасность раскопки палатки в темноте. Новый оползень мог в любой момент подмять устоявшую часть палатки и нанести новые травмы. Какие и насколько опасные были нанесены травмы, дятловцы тоже не совсем понимали, – ведь профессионального врача у них не было. О тяжести травм они судили по симптомам и болевым реакциям. На поспешное решение повлиял, конечно, и испуг от неожиданности, и тревога за пострадавших, и «приличный» удар по голове. Роковое решение спуститься в легкой одежде и обуви было принято в состоянии сильного стресса и спешки.
      Группа пошла вниз. Вот здесь вступил в действие новый фактор аварии, о котором группа Дятлова не знала. Температура вечером и в ночь аварии упала на минус 23,9 градуса до минус 28,8 в Бурмантово (-28,3 – в Няксимволе, – 28,7 – в Печоре). Усилился ветер, поднявшего свежий снег в виде поземки и низовой метели (также могли иметь место и небольшие осадки ввиду близости графиков температур и точек росы). По всем признакам имело место явление типа «бора», – падение холодного воздуха с горного хребта вниз с усилением ветра (вообще «бора» обычно наблюдаются в прибрежных районах гор, но здесь имело место сходное по типу явление при перевале холодного воздуха горного хребта). Карта температур с видимым вторжением холодного фронта в ночь аварии (на 5.00 по Свердловскому времени) приведена ниже.
      По графикам температур и давлений был прослежен ход арктического циклона, который и вызвал резкое падение температуры в ночь аварии. Циклон шел с запада на восток, крутясь против часовой стрелки (при взгляде на карту). Его центр четко просматривается. Крылом холодного фронта он задел район Северного Урала, причем край этого фронта прошел севернее Ивделя (где температура не опускалась ниже минус 21). Ближайшие к месту аварии метеостанции в Няксимволе и Бурмантово и в Печоре отметили резкое падение температуры ниже минус 28 °C. Остальные метеостанции (Троице-Печорское, Ивдель, Пермь, Бисер) не отметили столь резкого падения температуры, но они (кроме Ивделя) находились значительно дальше от места аварии, причем по картам видно, что холодный фронт прошел севернее этих метеостанций, вначале вдаваясь клином на юго-восток и затем смещаясь на восток и северо-восток. Сейчас трудно установить, была ли температура на высоте 900 м выше или ниже отметки минус 28–29 (могло быть по-разному, поскольку здесь тяжелый холодный воздух вдавался клином, вытесняя более теплый воздух вверх), поэтому оценка на минус 28 является наиболее достоверной. А вот ветер на высоте и на открытом склоне горы был однозначно сильнее, чем внизу на метеостанциях. Направление ветра по карте давления можно примерно определить по изобарам, – вектор ветра направлен под углом 30° по часовой стрелке к изобаре циклона, а общая закрутка циклона – против часовой стрелки вокруг его видимого центра.

      Примечание. Координаты места аварии (61°48’ С.Ш., 59°28’ В.Д) обозначена на карте температур красным крестом (верхний правый угол карты у отметки изобары -20 °C). Можно заметить, что место аварии находится вблизи пересечения параллели и меридиана 60 градусов, обозначенных на схеме серым точечным пунктиром. Это зона +5 часов (к времени по Гринвичу), но пик холодного фронта в районе горы Холатчахль проходил примерно в 3.00 ночи по местному времени.

      Удар холода и ветра не был бы столь роковым, если бы группа находилась в «нормальных» условиях таежного ночлега. Но на открытом пространстве продуваемой ветром горы при воздействии на ослабленную травмами группу без теплой одежды этот удар имел фатальные последствия.

Карта температур 02.02.59 в 00.00 по Гринвичу (5.00 по Свердловску). (Место аварии – красный крест у правого верхнего угла близ изотермы -20°.)

Карта давлений на 00.00 по Гринвичу 02.02.59.

      Уже на спуске к границе леса (на 550 метров) группа вышла из-под защиты горы и попала под более сильный встречно-боковой ветер на продуваемом пространстве мелкого редколесья. Чтобы хоть как-то укрыться от ветра, им пришлось углубиться в лес от его границы еще на километр.
      Но и на лесной поляне у кедра группа не была полностью защищена от ветра. Поэтому для укрытия пострадавших им пришлось откопать снег в углублении вблизи ложа ручья, – здесь соорудили настил, на котором уложили травмированных участников, чтобы они согревали друг друга.
      Для согрева пытались развести костер у кедра, но без топора и пилы эти попытки оказались безуспешны. В условиях сильного мороза и ветра разжечь костер оказалось сложно, а поддержать костер они не смогли. Лес оказался очень плохим, валежник находился под снегом, При отсутствии топора заготовка дров путем обламывания ветвей кедра принесла незначительные результаты при затрате огромных усилий. Едва загоревшийся от обрезков ткани и фотопленки небольшой костер быстро погас, – дров для него не хватило. Согреться дятловцы не смогли, получили ожоги и поняли, что без теплой одежды и бивачного снаряжения группа погибнет от холода. Дятлов, Колмогорова и Слободин предпринимают отчаянную попытку вернуться к палатке за теплыми вещами и снаряжением и погибают в борьбе от холода на продуваемом пространстве редкого леса. У костра погибли Дорошенко и Кривонищенко, – они сильно выложились на физической работе и были одеты хуже других, а попытки согреться у костра у них сопровождались ожогами и загоранием одежды. В ожидании товарищей, ушедших к палатке, погибли от холода и последние четверо, – Колеватов и трое травмированных: Дубинина, Золотарев и Тибо-Бриньоль.
      Главными «слагаемым» тяжелой аварийной ситуации явились два очень коварных фактора стихии: пластовая лавина-оползень, сошедшая на палатку вследствие подрезки склона, и прохождение фронта холодного воздуха, вызвавшее резкое падение температуры в ночь аварии с усилением ветра и, по всем признакам, выпадением осадков. В тяжелых условиях аварии решение группы спуститься вниз к лесу без теплой одежды и бивачного снаряжения имело роковые последствия, поскольку у группы не хватило времени, сил и тепловых резервов для возврата к палатке. Отсюда и гибель всех от замерзания.
      Авария не окончилась бы столь трагично, если бы не навал фронта холодного воздуха на ослабленную травмами группу, лишенную жилища, верхней одежды обуви и бивачного снаряжения. Вероятно, она бы не окончилась столь трагически, если бы не решение группы спускаться без одежды и снаряжения, – это решение было построено в расчете на «обычные» условия в день перед аварией, но не на резко изменившиеся условия ночью. Эта ошибка группы была третьим «слагаемым» аварии, которое в сумме с последствиями лавины и навалом холодной непогоды и привело группу к гибели.
      Выводы достаточно определенны. Какие факторы опасности должны быть определенно видны группе, которая останавливается на ночлег?
      В порядке следования они таковы.
      Небезопасной является остановка группы на открытом месте. За ночь условия могут серьезно измениться, – температура упасть, а ветер и осадки серьезно усилиться. Может произойти и изменение направления ветра.
      При установке палатки на открытом месте эти факторы могут привести к разрушению палатки ветром.
      При выборе места бивака надо учитывать не только «текущие» погодные условия, но и возможные изменения этих условий в худшую сторону.
      Опасной является подрезка снежного пласта в месте установки палатки. Сход пластовой лавины при подрезке возможен на склонах с незначительной крутизной.
      Подрезка снежного пласта при установке палатки может катастрофически увеличить лавинную опасность склона! Даже такого склона, обычное прохождение которого совершенно безопасно.
      Кроме того, достаточно мощная лавина с крутых склонов может пройти значительное расстояние даже по склону с незначительной крутизной, – такие случаи известны. Здесь иногда не спасают «отходы» от склонов на 300–500 м, – мощные лавины легко проходят такие расстояния по склонам с небольшой крутизной порядка 10 градусов. Поэтому небольшая крутизна склона еще не означает, что склон нелавиноопасен.
       И подрезка склона, и открытость склона, и наличие мощных сбросов над склоном, – все это факторы лавиноопасности, которые надо видеть при установке бивака.
      Бивак надо устанавливать в защищенном месте и от ветра, и от возможных лавин и камнепадов. Расчет на снежно-климатические условия предыдущего дня при установке бивака может быть совершенно неверен, поскольку за ночь эти условия могут серьезно измениться и по «силовым» составляющим ветра и осадков, и по направлению ветра.
      Во многих случаях тот склон, который для прохождения может считаться «нелавиноопасным» для установки бивака должен быть признан как потенциально опасный. Оценка лавинной опасности склона для прохождения и для установки бивака должна быть в принципе различной. Для бивака требования по лавинной безопасности существенно выше. Предсказать сход лавины практически невозможно, но вот тактически обойти опасность схода лавины путем установки бивака в более безопасном месте обычно не представляет большого труда.
       Надо видеть опасность сдавливающих нагрузок и всеми путями уходить от них, – не оказываться между потоком лавины и жестким препятствием.
      Надо понимать смертельную опасность таких нагрузок на тело человека и уходить от них всеми доступными способами. Они практически не дают шансов на спасение. Частным случаем таких нагрузок является и нагрузка от падения лавины на палатку, поскольку в этом случае людей прижимает к полу палатки значительная масса снега. Даже статическая, медленно нарастающая нагрузка от такой большой массы порядка нескольких сотен килограммов, представляет очень серьезную опасность. А в случае динамических нагрузок с большой скоростью и при возрастании массы до нескольких тонн сдавливающее воздействие таких масс почти наверняка будет роковым. Большие нагрузки при движении лавины возникают тогда, когда ее поток встречает на своем пути жесткие препятствия, – и чем больше скорость, тем сильнее удар. Но и на небольших скоростях значительная масса снега легко ломает человека о жесткое препятствие. В частности, и пол палатки является таким препятствием.
      Поэтому для установки палаток надо выбирать защищенные места. Участки леса – нередко хороший признак того, что лавины не сходят. Массивные препятствия в виде крупных камней и скальных монолитов – хорошие защитные стенки для палаток и со стороны склонов, и со стороны ветра.
      При установке бивака надо постараться увидеть и возможные «прыжки» лавин со всех окружающих склонов и уступов, – в том числе и со склона, противоположного склону бивака.
      Ясно, что травмы участников группы, особенно тяжелые, резко снижают сопротивляемость группы условиям внешней среды. В случае аварии Дятлова этот фактор сыграл весьма негативную роль и из-за вывода из строя участников, и из-за отвлечения сил других участников группы для помощи пострадавшим. В результате заниматься активными действиями по спасению могла только часть группы туристов, и общая сопротивляемость группы снизилась в 2–3 раза. Ведь, по крайней мере, трое были выведены из строя, и еще 2–3 человека должны были помогать раненым. Активно действовать для обустройства жилища, разведения костра, транспортировки вещей могли не более 3–4 человек вместо 9. Понятно, насколько ослабела действенность группы в борьбе со стихией из-за полученных травм.
       Травмы всегда являются сильным «давящим» фактором стихии и на больных, и на здоровых участников.
      Руководитель группы, имеющей на руках хотя бы одного тяжело травмированного участника, должен понимать, что «группа на грани выживания». Что положение крайне тяжелое, и действия должны быть не только быстрыми, но и крайне продуманными, организованными и осторожными. И что даже малая ошибка руководителя и группы в такой ситуации может иметь фатальные последствия.