Imaginați-vă o masă de 100 de milioane de tone de stâncă, sol, noroi și copaci care alunecă de pe un munte la 30 de mile de un oraș important și nimeni nu știe că s-a întâmplat decât zile mai târziu.
Așa a fost cazul după ce Typhoon Morakot a lovit Taiwanul în 2009, a aruncat peste 100 de centimetri de ploaie în regiunile sudice ale insulei pe parcursul a 24 de ore. Cunoscută sub denumirea de alunecarea de teren Xiaolin, numită pentru satul pe care l-a lovit și eliminat, covorul gros de resturi pe care l-a lăsat în urmă cu 400 de oameni și a înfundat un râu din apropiere. Deși doar o oră de mers cu mașina în afara orașului aglomerat Tainan, oficialii nu au știut despre alunecarea de teren timp de două zile.
„Să fii atât de aproape și să nu știi că s-a întâmplat ceva catastrofal este doar uimitor”, notează Colin Stark, geomorfolog la Observatorul Pământului Lamont-Doherty (LDEO). Însă acum, „seismologia ne permite să raportăm despre astfel de evenimente în timp real.” Cercetările publicate săptămâna trecută în Science de către Stark și autorul principal Göran Ekström, un seismolog LDEO, arată că oamenii de știință înarmați cu date din Rețeaua Seismografică Globală nu numai că pot identifica unde s-a produs o alunecare mare, dar, de asemenea, poate dezvălui cât de rapid a parcurs masa agitată, cât a durat, orientarea sa în peisaj și cât de mult material s-a mișcat.
Toate acestea se pot face de la distanță, fără a vizita alunecarea de teren. Mai mult, se poate face rapid, în contrast puternic cu metodele mai obositoare utilizate în mod obișnuit pentru estimarea caracteristicilor unei alunecări de teren. În trecut, oamenii de știință au trebuit să aștepte rapoartele unei alunecări de teren pentru a le filtra înapoi și, odată avertizate, au căutat fotografii și imagini din satelit cu diapozitivul. Dacă au putut, au coordonat călătoriile pe limba alunecării de teren - cu mult după eveniment - pentru a estima masa de rocă tulburată.
Dar noua metodă pune detectarea și caracterizarea alunecărilor de teren în linie cu modul în care oamenii de știință urmăresc în prezent cutremurele de departe. La fel cum seismometrele tremură atunci când energia dintr-un cutremur puternic atinge locațiile lor, permițându-le seismologilor să determine locația precisă, adâncimea și direcția rupturii, precum și cantitatea de energie eliberată în timpul cutremurului și tipul de plăci tectonice defecte alunecă de-a lungul, acestea fiind seismometrele se deplasează în timpul unei alunecări de teren. Zguduirea nu este zgomotul frenetic observat de obicei în seismografele cutremurelor sau exploziilor - semnăturile sunt lungi și sinuoase.
Ekström și colegii lor au petrecut mulți ani pieptănând prin reams de date seismice în căutarea de semnături neobișnuite care nu pot fi urmărite de cutremure tipice. Anterior, lucrările lor asupra semnăturilor seismice din Groenlanda tectonică moarte au clasificat un nou tip de cutremurare, numit „cutremure glaciare”. Dar geneza recentei cercetări asupra alunecărilor de teren poate fi remarcată în Typhoon Morakot.
După ce furtuna a lovit Taiwanul, Ekström a observat ceva ciudat pe hărțile seismice globale - periculele lor au indicat că un grup de evenimente, fiecare cu un cutremur care depășea o magnitudine 5, a avut loc undeva pe insulă. „Inițial, nicio altă agenție nu a detectat sau localizat cele patru evenimente pe care le-am găsit, așa că părea foarte probabil că am detectat ceva special”, a explicat Ekström. Câteva zile mai târziu, rapoartele de știri despre alunecările de teren - inclusiv monstrul care a cuprins Xiaolin - au început să se revarsă, confirmând ceea ce oamenii de știință au ipotezat despre sursa evenimentelor.
O priveliște din resturile alunecării de teren Xiaolin din Taiwan. (Foto de David Petley) Dotat cu date seismice de pe alunecarea de teren Xiaolin, autorii au dezvoltat un algoritm computerizat pentru a căuta semnături seismice cu caracter mare de alunecări de teren în înregistrările anterioare și așa cum s-au întâmplat. După ce au colectat informații din cele mai mari 29 de alunecări de teren care au avut loc în întreaga lume între 1980 și 2012, Ekström și Stark au început să deconstruiască energiile și amplitudinile valurilor seismice pentru a afla mai multe despre fiecare.
Principiile directoare din spatele metodei lor pot fi urmărite de a treia lege a mișcării lui Newton: pentru fiecare acțiune, există o reacție egală și opusă. „De exemplu, atunci când stânca cade de pe o coastă de munte, vârful este brusc mai ușor”, explică Sid Perkins de la ScienceNOW . Muntele „răsare în sus și departe de stânca care se încadrează, generând mișcări inițiale ale solului care dezvăluie dimensiunea alunecării de teren, precum și direcția de deplasare”.
Analizând toate analizele lor, Ekström și Stark constată că, indiferent dacă alunecarea de teren a fost declanșată de un vulcan în erupție sau o eșarfă saturată cu apă de ploaie, caracteristicile alunecării de teren sunt guvernate de lungimea versantului muntelui care s-a declanșat pentru a porni alunecarea de teren. Această consecvență sugerează principii largi până acum evazive care ghidează comportamentul alunecării de teren, ceea ce îi va ajuta pe oamenii de știință să evalueze mai bine pericolele viitoare și să riscă apariția pârtiilor eșuate.
Pentru cei care studiază alunecările de teren, hârtia este seminal dintr-un alt motiv. David Petley, profesor la Universitatea Durham din Marea Britanie, scrie pe blogul său că „avem acum o tehnică care permite detectarea automată a alunecărilor de teren. Având în vedere că acestea tind să apară în zone foarte îndepărtate, acestea nu sunt adesea declarate. ”
Petley, care studiază dinamica alunecărilor de teren, a scris o piesă de însoțire a lui Ekström și a lui Stark, publicată și în Science, care oferă un pic de perspectivă asupra noilor rezultate. El constată că „tehnica depășește în prezent alunecările de teren mari și rapide de un ordin de mărime, necesitând o muncă considerabilă, de exemplu, cu imagini din satelit pentru a filtra evenimentele fals-pozitive. Cu toate acestea, aceasta deschide calea către un adevărat catalog global de avalanșe de rocă, care va avansa înțelegerea dinamicii zonelor de munte înaltă. De asemenea, poate permite detectarea în timp real a unor alunecări de mare suprafață care blochează valea, oferind un sistem de avertizare pentru comunitățile vulnerabile din aval. "
Pre-și post-vizualizări ale alunecărilor de teren care au alunecat în 2010 pe ghețarul Siachen din nordul Pakistanului. (Imagine via Science / Ekström și Stark) Perspectiva obținută prin metoda lui Ekström și Stark se vede cu ușurință într-un exemplu izbitor de o alunecare de teren care a avut loc în nordul Pakistanului în 2010. Imaginile din satelit cu flux de resturi, care este răspândit pe flancurile ghețarului Siachen, sugerează că evenimentul a fost declanșat de unul, poate două episoade de eșec al pantei. Cu toate acestea, Ekström și Stark arată că resturile au alunecat de pe șapte alunecări de teren pe parcursul a câteva zile.
„Oamenii văd foarte rar alunecări de teren mari; în mod obișnuit, acestea văd doar efectele ulterioare ”, notează Ekström. Dar, datorită lui și a coautorului său, oamenii de știință din întreaga lume pot acum obține rapid o primă privire.
