Vroeg in de ochtend op 13 december 1941, de inwoners van Huaraz, Peru, hoorde een angstaanjagend gerommel echo over de vallei. Binnen enkele minuten, een stortvloed van water, ijs en rotsen waren over de stad uitgegoten, een derde ervan vernietigen en er minstens 2 doden, 000 mensen.

De natuurlijke dam van rotsen en los sediment die het Palcacocha-meer had tegengehouden, was mislukt. Tachtig jaar later, de ineenstorting ervan blijft een van Peru's meest tragische natuurrampen.

Dit type catastrofale gebeurtenis staat bekend als een 'uitbarsting van een gletsjermeer'. gletsjermeren, zoals die gevonden worden in de Cordillera Blanca in het Andesgebergte, worden vaak afgedamd door gletsjermorenen die een hoogte van meer dan 100 meter kunnen bereiken. Ze zijn indrukwekkend, maar ze zijn vaak instabiel.

Zware regenval en steen, sneeuw- of ijslawines kunnen het waterpeil in met morenen afgedamde gletsjermeren doen stijgen, golven genereren die over de stuwdamm komen of ervoor zorgen dat deze instort, enorme hoeveelheden water vrijgeven. Deze natuurrampen zullen naar verwachting alleen maar vaker voorkomen in Peru - en over de hele wereld, aangezien klimaatopwarming gletsjers doet smelten met historisch ongekende snelheden.

Toekomstige overstromingen voorspellen

Deze donkere geschiedenis heeft geleid tot internationaal onderzoek naar de stabiliteit van de morenen die de gletsjermeren van Peru afdammen. De Cordillera Blanca in het noorden van Peru bevat de hoogste concentratie tropische gletsjers ter wereld. Voorspellen wanneer deze uitbarstingen van overstromingen zullen plaatsvinden - en hoe destructief ze zullen zijn - is van enorme zorg voor de meer dan 320, 000 mensen die stroomafwaarts wonen.

Geologische engineeringmodellen gebruiken variabelen zoals de grootte en het volume van het meer, hoogte, breedte en helling van de stuwdam, en kanaal- en dalafmetingen om de stabiliteit van de stuwwaldam en het overstromingsrisico in te schatten. Helaas, deze modellen bevatten niet veel informatie over de samenstelling van de stuwwal, die aanzienlijk kan variëren, afhankelijk van de locatie en de wijze van vorming.

Mijn onderzoek, onderdeel van een samenwerking tussen McMaster University en Peru's National Institute for Research on Glaciers and Mountain Ecosystems (INAIGEM), richt zich op het vaststellen van de oorsprong van deze stuwwallen en de fysieke kenmerken van de dammen en de meren die ze tegenhouden. Deze kenmerken kunnen een aanzienlijke invloed hebben op de stabiliteit van de dam en de kans op falen.

UAV gebruiken om de structuur van morenedammen te begrijpen

Gletsjers creëren morenen door transport, het storten en duwen van keien, zand en fijnkorrelig slib en klei langs de valleibodem en aangrenzende valleimuren, vormt vaak een barrière. Maar de ene morene kan veel stabieler zijn dan de andere, afhankelijk van de materialen die het bevat en hoe het is gevormd.

Water kan lekken door zwakke punten in de gestapelde lagen van de morene, sediment mee te nemen, of losse stenen kunnen vallen na een storing zoals een aardbeving. Deze zwakke punten maken een volledige ineenstorting van de stuwwal meer waarschijnlijk. Het lokaliseren van deze zwakke punten is een belangrijke stap in het voorspellen van de stabiliteit van de dammen van het meer en kan geowetenschappers en ingenieurs in staat stellen om effectievere saneringsstrategieën te ontwerpen.

Mijn collega's en ik analyseren de architectuur van grote stuwwallen, die zich vormen langs de zijkanten van gletsjers, in het zuiden van IJsland met behulp van onbemande luchtvaartuigen (UAV's of drones) om beelden met een hoge resolutie te verzamelen. We gebruiken deze afbeeldingen om gebieden met grof en fijnkorrelig sediment te identificeren en te classificeren die zones van waterlekkage en sedimentverwijdering kunnen vormen en ervoor kunnen zorgen dat de dam faalt. We hebben begin 2022 soortgelijke hoge resolutie UAV-onderzoeken van morenedammen in de Cordillera Blanca gepland.

Het onderzoek zal de betrouwbaarheid van voorspellende modellen verbeteren om mogelijke overstromingsrisico's van gletsjermeren te identificeren. Het zal ook gebieden identificeren waar saneringswerkzaamheden, zoals de bouw van extra uitlaatkanalen of gepantserde barrières, is het meest nodig om de morene te versterken.

Dit is vooral belangrijk omdat gletsjers sneller smelten, de hoeveelheid water die door deze natuurlijke stuwwallen wordt vastgehouden, toeneemt, en de vernietigende kracht van overstromingen blijft ook toenemen. Een recent onderzoek door onderzoekers van de Universiteit van Calgary toonde aan dat de hoeveelheid water in gletsjermeren sinds 1990 wereldwijd met 50 procent is toegenomen.

Sinds het begin van de 19e eeuw, er zijn naar schatting 165 door morenen afgedamde gletsjermeeruitbarstingen opgetreden. In aanvulling, ongeveer 12, 000 doden wereldwijd kunnen rechtstreeks worden toegeschreven aan gletsjeroverstromingen.

Ons onderzoek in Peru zal nieuwe inzichten opleveren in de stabiliteit van stuwwallen die kunnen worden toegepast op andere regio's, zoals Bolivië, de Himalaya en de Canadese Rockies, die ook een verhoogd risico lopen op overstromingen van gletsjermeren, aangezien de klimaatopwarming de gletsjers blijft doen smelten.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.