Het komt als een schok als de grond onder je voeten, je huis of je veld verdwijnt plotseling en laat een gat achter. Dit gat kan tientallen meters of dieper zijn, en het zal uiteindelijk leiden naar een holte die zich honderden meters onder de grond naar beneden kan uitstrekken.

We noemen deze zinkgaten, en ze zijn een wereldwijd probleem. Soms zijn sinkholes een puur natuurlijk fenomeen, maar ze kunnen ook verband houden met eerdere industriële activiteiten, meestal mijnbouw. Dus hoe detecteren wetenschappers zoals wij een zinkgat voordat ze aan de oppervlakte verschijnen?

De geologie van de rotsen onder je is een aanwijzing voor de mogelijkheid van zinkgaten. Kalksteen is vatbaar voor oplossing door grondwater dat kan, overuren, creëer enorme netwerken van ondergrondse grotten die bekend staan ​​als karst. Deze kunnen door de zwaartekracht naar beneden zakken, wat leidt tot grote oppervlaktedepressies en verzakkingen en zelfs tot het volledig verlies van huizen.

Slecht in kaart gebrachte en geregistreerde historische mijnwerkingen in steenkool, zout, potas, tin en koper laten vaak holtes in de grond achter. Deze holtes kunnen na verloop van tijd naar de oppervlakte komen naarmate het dak geleidelijk instort. Deze instortingen kunnen geleidelijk zijn, of plotseling kan gebeuren, met oppervlakkige depressies die 's nachts zonder waarschuwing verschijnen. Dergelijke snelle gebeurtenissen worden vaak geassocieerd met veranderingen in het grondwater of tijdens extreme regenval.

In een regio waar alle oppervlakterotsen kalksteen zijn, zoals Florida of grote delen van China, het is moeilijk om het risico dat deze vormen te vermijden, aangezien er vaak weinig voorafgaande waarschuwing is.

In dichtbevolkte gebieden, zoals het VK, een gebrek aan beschikbare grond leidt tot het in gebruik nemen van brownfieldterreinen, vaak zonder voldoende voorkennis of grondonderzoek. Compensatie is beschikbaar voor sommige soorten instorting, zoals mijnbouwverplichtingen die worden gedekt door The Coal Authority, maar veel van de andere oorzaken worden door verzekeraars gezien als "Acts of God" en dekking is duur of moeilijk te verkrijgen.

Sinkhole zoeken

We hebben allebei gewerkt aan het probleem van zinkgaten overal, van goudmijnen in Australië tot het Midden-Oosten, vooral in Koeweit en de Dode Zee, en de Bahama's. We zijn ook door heel het VK en Ierland geweest, kijken naar mijnholtes in Zuid-Wales, Yorkshire en de pottenbakkerijen, en stort in door middeleeuwse plundering van krijt voor mortel onder een hoofdweg in de buurt van Londen.

Door de jaren heen, we zijn experts geworden in het meten van de zwaartekracht van de aarde met ultrahoge precisie tot op enkele miljarden deeltjes. Dit staat bekend als microzwaartekracht. We kunnen dit gebruiken om een ​​gaatje te detecteren, of zelfs een gedeeltelijk gevuld gebied met minder dichtheid dan de omringende rotsen, lang voordat een ineenstorting de oppervlakte bereikt.

Vaak, we worden ingeschakeld nadat de eerste instorting heeft plaatsgevonden om alle andere potentiële zinkgaten in de buurt te detecteren. Ontwikkelaars moeten gaan nadenken over dit soort werk voordat gebouw begint.

Een extra innovatie die we hebben ontwikkeld, is het uitvoeren van wat bekend staat als 4-D, in de tijd variërend, herhaalde microzwaartekrachtonderzoeken met tussenpozen van maanden tot jaren. Hierdoor kunnen we veranderingen in de zwaartekracht detecteren, wat erop wijst dat de holtes zich naar het oppervlak voortplanten en mogelijk onstabiel worden.

We observeren sinds 2002 een problematisch deel van het Trent- en Mersey-kanaal in Cheshire en hebben min of meer jaarlijks metingen. Gedurende deze periode, de microzwaartekrachtresultaten suggereren toenemende anomalieën en dat de onderliggende zoutmijnen die de reden waren waarom de kanalen in de eerste plaats werden aangelegd, minder stabiel worden. Dit kan te wijten zijn aan lekkage uit de kanalen zelf of aan frequentere intense regenval als het klimaat verandert.

Een recente ineenstorting van een deel van hetzelfde kanaal in de buurt van Middlewich, die grote ontwrichting veroorzaakte en bijna tot verlies van mensenlevens leidde, heeft ons werk scherp in beeld gebracht. De voorgestelde route van fase 2 van HS2 is gepland om een ​​aanzienlijk deel van dit Cheshire Salt Field te doorkruisen, waar verzakkingen zeer gebruikelijk zijn en de technische uitdagingen voor deze hogesnelheidslijn aanzienlijk zullen zijn. We hebben bijgedragen aan een nieuwe Channel 5-serie over zinkgaten waarin dit probleem en ons werk tot op zekere hoogte zijn behandeld. We hopen een leidraad te kunnen geven over hoe het gebied moet worden gerepareerd en waar deze techniek kan worden gebruikt om andere kwetsbare gebieden langs dit netwerk van waterwegen in kaart te brengen. Ten slotte, het is mogelijk om iets aan sinkholes te doen - als ze op tijd kunnen worden gedetecteerd.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.