И эти торчат неспроста

Наши предки когда-то занимались обустройством планеты, имея при этом глубокие научные знания и строительный опыт. В том мы убедились, когда отправились выяснить, требуется ли срочное укрепление осыпающегося склона холма, на котором стоит наш православный монастырь. Холм этот расположен в Нижегородской области в пойме Оки, примыкая вплотную к её высокому правому берегу, но с западной стороны, с некоторых пор, подвержен эрозиям. Осмотр обнажений дал неожиданные результаты.

Во-первых, оказалось, что в месте эрозий грунт представляет довольно рыхлую смесь красной глины с осколками гипса, хотя примыкающий к холму берег Оки лишён примеси гипса вовсе, крут и обрывист, как и везде рядом, слева и справа вдоль реки. Глина же для постройки холма, явно была взята из места рядом с соседним селом: берег реки там отличается тем, что он крупномасштабно пологий и неровно скошен, изрыт многими ямами, и на обнажениях его сегодня блистают вкрапления гипса - существует версия, что якобы здесь когда-то велась его добыча. Вероятно, так оно и было, только неизвестно - кем и когда, и не в той степени, которую можно заподозрить, обозревая эти просторные косогоры.

Во-вторых, осмотр также показал, что слои глины в нижней части монастырского холма спрессовались в глинистые сланцы. А рыхлый грунт в верхней его части содержит специальный противовибрационный слой из пластинчатых кусков известняка. Мы не обратили бы на них никакого внимания, если бы такой же горизонтально расположенный противовибрационный слой мы не видели месяцем ранее в Пензенской области, где проводили свой летний отпуск.

Этот слой был виден сквозь выжженные солнцем заросли кашки, полыни и степного ковыля, на склоне холма, носящего в народе название Лысая гора, находящегося в пойме речки Сердоба, которая впадает в реку Хопёр. Только плоские камни там были более крупные, а весь холм, значительно больший по размеру, по сравнению с нашим монастырским, состоял из песка и обломков серого песчаника, неизвестных рыжих и зелёного цвета камней.

Проведённый нами впоследствии на заброшенном пляже практический миниатюрный эксперимент разрушающего воздействия на насыпные конические песчаные горки диаметром около 80см подтвердил способность горизонтально уложенной в одну из горок прослойки кусков кафельной плитки (наподобие мембраны или пластинчатой рессоры) повышать стойкость данного сооружения к осыпанию поверхностного грунта при разрушительных вибрациях и разного рода землетрясениях.

Теоретическая же основа подобного способа сохранения целостности следующая.
В любых медленно развивающихся системах, состоящих из множества элементов, таких как, например, земная кора, песчаная горка или мировая экономика, время от времени происходят события, начиная от незначительных разрушений до катастроф. Причины этих разрушений не внешние, а зависящие от состояния самой системы, от возникновения в ней цепных реакций. Масштаб разрушений зависит от длины цепочек: подкритической, критической и сверхкритической.

В подкритическом случае процесс быстро и самостоятельно затихает. В критическом - процесс имеет постоянную скорость. В надкритическом - процесс вызывает катастрофу. Исследователи моделируют такие процессы на компьютере, и, оказывается, тоже на примере песчаных горок (журнал "Наука и жизнь" №3 за 1991г.).

Если песочная горка невысока (тангенс угла её склонов меньше коэффициента трения песка), то упавшие на её поверхность песчинки остаются на месте. Если построена горка с крутыми склонами, возникает лавина, которая уменьшает угол склона, пока тот не станет подкритическим (равновесным). Если склоны имеют критический угол, то лавины будут нарастать до катастрофических размеров.

Со временем в критическое состояние приходит любая система - с крутой горки песок ссыпается, а на пологой горке - накапливается, пока все они не приобретут один и тот же угол. Такую критичность учёные назвали самоорганизованной, размер лавин в этом случае колеблется вокруг среднего значения.

Самоорганизованная критичность имеет признак - фрактальность, это когда положение элементов случайно, но все они подчиняются одному сложному закону так, что плотность невозможно определить, и соответственно невозможно определить, когда и где начнётся лавина, и какой она будет величины.

Предсказывать трудно. Утешает одно: самоорганизованная критичность приводит не к полному, а лишь к частичному разрушению системы - не к полному, а к слабому хаосу.

Теория самоорганизованной критичности, однако, приводит к грустному пониманию того, что обрушения, землетрясения, катастрофы, войны  и экономические крахи (вероятно как долговременные последствия Большого Взрыва) будут всегда, и можно лишь научиться смягчать их действие, уменьшая в системах степень хаоса. Это знали, понимали и старались смягчать, хотя бы укладкой таких вот слоёв плоских камней, древние люди, вышедшие однажды из Рая и начавшие заботиться о Земле, о благополучии, и не только своём, но и своих потомков.

А нам сегодня остаются ещё вера, надежда и любовь, которая сможет отменить все законы, физические или экономические, установив свой целительный порядок в мире хаоса и разрушений. И сама любовь тоже придёт к нам согласно самоорганизованной критичности, а пока рекомендуется применять смягчающие демпферы.


Рецензии