science >> Wetenschap >  >> Natuur

Kleine aardbevingen helpen wetenschappers om bergrotsen te voorspellen

Twee van de zes kalksteenblokken die werden gebruikt in het Permafrost Lab van de Universiteit van Sussex waren afkomstig van de noordwand van de Zugspitze (de hoogste berg van Duitsland). Credit:Technische Universiteit van München

Het risico dat bergrots valt in regio's met temperaturen onder het vriespunt, zoals de Zwitserse Alpen en delen van Canada, volgens een groep internationale experts beter kunnen worden voorspeld door technologie te gebruiken die 'kleine aardbevingen' meet.

In een nieuwe studie onder leiding van de Universiteit van Sussex, geowetenschappers van de British Geological Survey en de Technische Universiteit van München onthullen dat met behulp van een micro-seismische techniek, die kleine aardbevingen detecteert die scheuren in de rots veroorzaken, naast moderne elektrische beeldtechnologie, die rotsmassa meet, zou wetenschappers veel eerder waarschuwen voor mogelijke rotsdalingen.

Traditioneel gebruiken wetenschappers een handmatige methode om het bevriezen en ontdooien van rotsen te volgen, waarbij gaten in rotsen worden geboord en wordt aangetast door vorstverwering. Tijdens de nieuwe studie repliceerden de wetenschappers de omstandigheden van een vriesomgeving in het Permafrost-laboratorium van de Universiteit van Sussex en volgden ze het bevriezen en ontdooien van zes harde en zachte kalksteenblokken tijdens een experiment dat 27 jaar natuurlijk bevriezen en ontdooien simuleerde.

Door gebruik te maken van de micro-seismische techniek samen met capacitieve resistiviteitsbeeldvorming, die bevriezing en dooi in kalksteen meet zonder in de rots te hoeven boren, het onderzoeksteam registreerde maar liefst 1000 microkraakgebeurtenissen.

Met eerdere studies die aantoonden dat hogere temperaturen, veroorzaakt door de opwarming van de aarde, hebben geleid tot meer onstabiele bergrotsen - de wetenschappers, die deelnamen aan de nieuwe studie, geloven dat het gebruik van de twee monitoringtechnieken samen van vitaal belang zou kunnen zijn voor duizenden skiërs en bergbeklimmers die elk jaar tochten ondernemen.

Professor Julian Murton, van de Universiteit van Sussex, die de studie leidde, zei:"Naarmate ons klimaat opwarmt, worden rotswanden in de bergen onstabieler - dus het kan cruciaal zijn om uit te werken hoe je het vallen van rotsen kunt voorspellen in gebieden waar mensen gaan klimmen en skiën.

"Het begrijpen van de impact van bevriezing en ontdooiing op gesteente is van vitaal belang als we de stabiliteit van bergrotswanden willen beoordelen. Door deze twee technieken samen te gebruiken, hebben we niet alleen een praktische methode gevonden waarmee we nog veel meer barstgebeurtenissen kunnen volgen - maar ook een die nog vele jaren kan worden gebruikt."

Dr. Oliver Kuras, van de British Geological Survey, die leiding gaf aan de ontwikkeling van geo-elektrische beeldvormingstechnologie, zei:"Het is traditioneel moeilijk om betrouwbaar 'in rotswanden te kijken' met behulp van conventionele elektrische beeldvormingsmethoden, vooral wanneer onderzoeken in de loop van de tijd worden herhaald.

"Met onze nieuwe beeldvormingstechnologie met capacitieve weerstand, we hebben de voordelen van ultramoderne geo-elektrische bewaking uitgebreid naar harde rotsomgevingen, wat in de toekomst ten goede zou moeten komen aan onderzoek naar geohazards."

Professor Michael Krautblatter, van de Technische Universiteit van München, toegevoegd:"Met deze studie konden we het kraken van rotsen virtueel visualiseren en ernaar luisteren en we kunnen nu beter begrijpen hoe rotshellingen onstabiel worden en gevaarlijke rotsdalingen veroorzaken."