science >> Wetenschap >  >> Natuur

Aardverschuivingshorloge:kunnen experts de ineenstorting van de Rattlesnake Ridge in Washington voorspellen?

Terwijl de bookmakers in Las Vegas nog geen kans maken wanneer de aardverschuiving bij Rattlesnake Ridge loslaat, ingenieurs en geologen die de verraderlijke helling bij Yakima volgen, plaatsen hun weddenschap van half maart tot begin april.

Maar hoe groot is de kans dat ze gelijk hebben? En is het zelfs mogelijk te voorspellen wanneer een 1, 800 meter hoge bergkam zal naar beneden tuimelen?

Er hangt veel af van de antwoorden. de naderende, Glijbanen van 8 miljoen ton boven Interstate 82, een spoorcorridor en de Yakima-rivier. Bewoners van een cluster van huizen aan de voet van de bergkam zijn geëvacueerd naar motels, zonder enig idee wanneer ze kunnen terugkeren.

Sinds er in oktober scheuren werden ontdekt op de helling bij een steengroeve, het gebied krioelt van de staat, lokale en tribale functionarissen, evenals adviseurs ingehuurd door de exploitant van de put.

Hun aardverschuivingsvoorspellingen zijn voorzichtig, afgedekt met waarschuwingen dat de ineenstorting eerder zou kunnen komen. Maar de gebruikte aanpak heeft een solide track record, vooral in de mijnbouw. Het is gebaseerd op het bedekken van een heuvel met instrumenten om de mate van slip te meten, dan extrapoleren van de trend.

"Dit is een bot instrument, maar het is getest en het heeft eerder op dia's gewerkt, " zei geomorfoloog David Montgomery van de Universiteit van Washington, die de situatie bij Rattlesnake Ridge heeft gevolgd, maar er niet direct bij betrokken is.

Een van de grootste successen van de methode kwam op 10 april, 2013, toen de exploitanten van Kennecott's Bingham Canyon-mijn in de buurt van Salt Lake City hun bemanningen 's ochtends uit de put duwden en aankondigden dat er een glijbaan op handen was. Uren later, een torenhoge muur stortte in bij een van de grootste niet-vulkanische aardverschuivingen in de Noord-Amerikaanse geschiedenis.

In Zwitserland, Jarenlange monitoring in een steile vallei wierp in 2012 zijn vruchten af ​​met een waarschuwing van enkele dagen voor een reeks catastrofale mislukkingen van hellingen. Bij een ander mijnincident, de faaldatum was drie maanden van tevoren nauwkeurig voorspeld.

De methode werkt vanwege de manier waarop veel aardverschuivingen zich ontvouwen, zei ingenieursgeoloog Jeffrey Moore van de Universiteit van Utah. Als een helling barst en begint te glijden, de krachten die de massa van grond en rotsen op hun plaats houden, verzwakken en het ondergrondse oppervlak waarop de massa glijdt - meestal een zwakke laag grond - wordt gladder. Als resultaat, de massa wint aan kracht en begint nog sneller te glijden. Zwaartekracht overwint uiteindelijk wrijving, en de helling stort in.

"Er zit genoeg casuïstiek achter de methode dat wanneer de gegevens er goed uitzien en je trends kunt identificeren, je kunt het tijdstip van falen nauwkeurig voorspellen, ' zei Moor.

Op Ratelslang Ridge, gegevens stromen binnen van meerdere soorten metingen, waaronder GPS-metingen, geautomatiseerde laser het onderzoeken posten, seismometers, grondradar en een laserscantechniek genaamd LIDAR. Meer dan 100 instrumenten zitten op, of gericht op, de helling.

Toen het toezicht begon, de 20 hectare grote diamassa bewoog gemiddeld een voet per week. Het is sindsdien versneld tot ongeveer 1,6 voet per week, maar de versnelling is niet constant geweest. Het bewegingstempo in december wees op een forse daling medio januari. De datum werd verschoven naar half maart toen de versnelling deze maand afnam.

"De geologische voet komt van het gas, " zei Montgomery. "Ook al gaat het sneller dan het was, de snelheid van versnelling neemt af."

De streefdatum zou wel eens weer kunnen verschuiven als de helling versnelt of vertraagt.

"Dia's zijn zeer dynamische omgevingen en je moet ze constant opnieuw beoordelen, " zei James Struthers, hoofd technische geoloog voor het Washington State Department of Transportation (WSDOT).

De voorspellingsmethode is niet onfeilbaar, waarschuwde Rex Baum, een aardverschuivingsexpert bij de U.S. Geological Survey. Soms, hellingen die op instorten lijken te staan, vallen in plaats daarvan stil.

"Dat kan een frustrerende situatie zijn om mee om te gaan, "zei hij. Uiteindelijk, de glijbaan gaat weer bewegen, maar het kan weken duren, maanden of zelfs jaren.

En kunnen voorspellen wanneer een glijbaan waarschijnlijk zal plaatsvinden, is niet hetzelfde als kunnen voorspellen hoe een helling zal instorten, zei Baum. Dit laatste hangt grotendeels af van de gedetailleerde geologische structuur van de heuvel, die moeilijk te onderscheiden zijn van oppervlakkige metingen.

"Je hebt al deze onzekerheid van dingen die onbekend zijn, en onkenbaar, "Zei Baum. "We kunnen de informatie gewoon niet uit de ondergrond halen."

Terwijl Kennecott de tijd van de Bingham Canyon-glijbaan kon bepalen, de onmetelijkheid was een schok. Apparatuur ter waarde van miljoenen dollars die was verplaatst naar een gebied dat als veilig werd beschouwd, werd verpulverd.

De Oso-aardverschuiving in 2014 in Snohomish County, die 43 mensen doodde en een hele gemeenschap begroef, verbaasde geologen met zijn bereik, snelheid en wreedheid. Die glijbaan sloeg op een met regen doordrenkte heuvel die bestond uit gletsjersedimenten die in het verleden herhaaldelijk waren weggegleden.

Rattlesnake Ridge bestaat grotendeels uit steviger basalt, en water lijkt geen factor te zijn in de evoluerende glijbaan. Maar grote aardverschuivingen kunnen snel en ver reizen, zelfs zonder water, zoals de ineenstorting van de Bingham-mijn liet zien, zei Moor.

"We hebben in het verleden veel gevallen gezien waarin grote, droge rotsglijbanen falen catastrofaal, " hij zei.

Staatsfunctionarissen geloven dat dat onwaarschijnlijk is bij Rattlesnake Ridge. Tot dusver, de glijbaan kruipt langzaam een ​​helling af van ongeveer 15 tot 20 graden. Het lijkt te glijden op een zwakke laag sedimentair gesteente.

De meest waarschijnlijke uitkomst is dat de glijbaan langzaam zal blijven bewegen, met een groot deel van de 4 miljoen kubieke meter steen en aarde die in de steengroeve aan de voet van de heuvel terechtkomt, volgens Cornforth Consulting, het geotechnisch ingenieursbureau ingehuurd door steengroeve-exploitant Columbia Asphalt en Ready-Mix.

Moore beschrijft dat als een "optimistisch" scenario en zegt dat het belangrijk is om te plannen voor de mogelijkheid van een catastrofale mislukking.

"Als het ding in één keer faalt, het is ruim binnen het bereik van de mogelijkheid dat het de snelweg kan raken, " zei hij. Als de glijbaan in fasen inzakt, dan is de kans op schade waarschijnlijk lager.

Een onafhankelijke geoloog die zijn bezorgdheid uitsprak over het feit dat de westkant van de helling instort en over de snelweg en de rivier stroomt, zei dat hij zich minder zorgen maakt nu voortdurende monitoring heeft aangetoond dat de 200 voet diepe scheuren op de top van de heuvel zich niet uitbreiden naar het noorden .

"Daar ben ik gerust in, maar ik geloof nog steeds dat er veel dingen kunnen gebeuren die we niet verwachten of niet hebben voorspeld, ', zegt Bruce Bjornstad.

Ambtenaren van het Washington Department of Natural Resources (DNR) zeggen dat ze plannen hebben voor een reeks scenario's, inclusief een worstcasesituatie die vergelijkbaar is met de situatie die Bjornstad schetste. Yakima County en de stad Union Gap hebben noodverklaringen afgegeven, en lokale functionarissen maken zich op om te reageren als de glijbaan in de Yakima-rivier terechtkomt, zei Yakima Valley Office of Emergency Management Director Jeff Emmons.

Om de westelijke flank van de heuvel beter in de gaten te houden, die weinig instrumenten heeft, WSDOT heeft onlangs tweewekelijkse lasersurveys gelanceerd. Tot dusver, ze hebben ongeveer 1,5 meter uitpuiling gemeten in vergelijking met afbeeldingen uit 2015, aldus Strutter. Dat is niet verwonderlijk en roept geen alarm op over een grote storing op dat gebied, hij voegde toe.

Overheidsinstanties en Cornforth Consulting ontwikkelen uitloopmodellen die laten zien hoe ver en in welke richting de glijbaan kan gaan onder verschillende scenario's, zei staatsgeoloog Dave Norman, van de DNR.

En vorige week, DNR en WSDOT hebben een onafhankelijke aannemer ingehuurd, Wyllie &Norrish Rock-ingenieurs, het analyseren van de monitoringgegevens, bekijk de dia en geef een second opinion.

"We willen er zeker van zijn dat een andere eersteklas outfit er naar kijkt, "Zei Norman. "Dit is echt belangrijk en we willen het goed doen."

©2018 The Seattle Times
Gedistribueerd door Tribune Content Agency, LLC.