Klimaatverandering zorgt voor meer vluchtige neerslagpatronen over de hele wereld - zeer droge stukken die worden onderbroken door stormen die in korte tijd grote hoeveelheden regen of sneeuw laten vallen. Hoewel nattere en drogere periodes bepaalde effecten kunnen hebben die gemakkelijk te voorspellen zijn, zoals op de waterstanden in meren en rivieren, onthult een recent onderzoek gericht op Californië dat ze langzaam bewegende aardverschuivingen op onverwachte manieren kunnen beïnvloeden.

De onderzoekers verwachtten dat langzaam bewegende aardverschuivingen - waarbij het land binnen een jaar slechts enkele centimeters naar beneden kruipt - in het kurkdroge Zuid-Californië zich anders zouden gedragen dan die in het regenachtige Noord-Californië wanneer ze worden blootgesteld aan zware neerslag en droogte. Maar dat was niet het geval. De auteurs van het onderzoek ontdekten dat aardverschuivingen in nattere en drogere regio's van Californië een vergelijkbare gevoeligheid vertoonden voor extreme neerslag, waarbij ze gemiddeld sneller en verder bergafwaarts gingen tijdens regenachtige perioden in vergelijking met jaren van droogte.

Water veroorzaakt aardverschuivingen, en weten hoe aardverschuivingen reageren op recorddroogte of extreme regenval, kan onderzoekers helpen hun toekomstige gedrag beter te voorspellen, inclusief of een aardverschuiving kan instorten of catastrofaal mislukken. Het algemene doel is het ontwikkelen van een staatsbrede inventaris van het gedrag van aardverschuivingen die een monitoringnetwerk zou informeren. Hoewel langzaam bewegende aardverschuivingen niet noodzakelijk een onmiddellijk gevaar vormen voor mensen of infrastructuur, kunnen ze na verloop van tijd schade toebrengen aan zaken als wegen en gebouwen. En in sommige gevallen kunnen ze plotseling instorten, wat gebeurde met de aardverschuiving van Mud Creek in de buurt van Big Sur in 2017.

"Ik dacht dat de resultaten heel verschillend zouden zijn tussen Noord- en Zuid-Californië", zegt Alexander Handwerger, een aardverschuivingswetenschapper bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië en de hoofdauteur van de studie, die onlangs werd gepubliceerd in Geophysical Research Letters. . Zijn werk tot dit artikel was gericht op aardverschuivingen in Noord-Californië, dus hij wist niet zeker wat hij zou zien als hij naar de drogere delen van de staat keek.

Verrassend gedrag

Californië herbergt meer dan 650 langzaam bewegende aardverschuivingen, en Handwerger en zijn collega's concentreerden zich op 247 langzaam bewegende aardverschuivingen met een gemiddelde oppervlakte van 0,5 vierkante kilometer. Vervolgens analyseerden ze een subset van 38 die verschilden in de hoeveelheid regenval die ze ontvingen, de gesteenten waaruit ze waren gemaakt, de omgevingen waarin ze voorkwamen (kust versus binnenland) en of ze zich in ontwikkelde of onontwikkelde gebieden bevonden. De onderzoekers keken naar hoe die aardverschuivingen zich gedroegen van 2015 tot 2020, een periode met brede schommelingen in de neerslag:terwijl 2017 het op één na natste jaar ooit was voor bepaalde delen van Californië, waren 2015 en 2016 uitzonderlijk droge jaren.

Ze verkregen informatie over de beweging van aardverschuivingen met behulp van gegevens verzameld door de ESA (European Space Agency) Sentinel-1-satellieten. De metingen werden automatisch verwerkt tot kaarten met landbewegingen door het JPL-Caltech Advanced Rapid Imaging and Analysis (ARIA) Centre for Natural Hazards-project. (Caltech, in Pasadena, beheert JPL voor NASA.)

De onderzoekers wisten dat langzaam bewegende aardverschuivingen in nattere delen van de staat het hele jaar door redelijk verzadigd bleven. Ze hadden niet verwacht dat zowel de reeds met water doordrenkte aardverschuivingen als hun drogere tegenhangers tijdens natte periodes sneller en verder bergafwaarts gingen in vergelijking met drogere tijden.

De toekomst voorspellen

Door beter te begrijpen waarom aardverschuivingen zo reageren op regenval of droogte, kunnen onderzoekers toekomstige gebeurtenissen zoals de aardverschuiving in Mud Creek voorspellen. Het stortte in tijdens een zeer nat jaar voor Californië waarin soortgelijke aardverschuivingen niet instortten. "We proberen te begrijpen waarom dit gebeurt," zei Handwerger.

Een beter begrip van het gedrag van aardverschuivingen zou een monitoringnetwerk in staat kunnen stellen dat waarschuwingen geeft aan lokale en staatsfunctionarissen, evenals aan onderzoekers, om een ​​aardverschuiving of een groep aardverschuivingen die anders begon te werken, in de gaten te houden. Het kan ook helpen bij het bouwen van een waarschuwingssysteem voor gemeenschappen die gevaar lopen door een aardverschuiving, en het kan de planning met betrekking tot ontwikkeling en infrastructuur beïnvloeden.

De sleutel tot zo'n meetnet is de mogelijkheid om grootschalig, gedetailleerd onderzoek uit te voeren. En die worden mogelijk gemaakt door vooruitgang in satelliettechnologie, waardoor ruimtevaartuigen zoals Sentinel-1 frequentere, nauwkeurigere gegevens kunnen leveren over veranderingen in het aardoppervlak over grotere gebieden. Komende missies zoals NISAR (afkorting van de NASA-Indian Space Research Organization Synthetic Aperture Radar-satelliet) zullen veranderingen aan het aardoppervlak volgen met behulp van een andere radarfrequentie die beter door vegetatie kan "zien" in vergelijking met Sentinel-1. Net als die missie zal NISAR zijn gegevens vrij beschikbaar stellen voor het publiek.

Tijdintensieve, data-intensieve analyses worden ook gemakkelijker uit te voeren vanwege projecten zoals ARIA en een aankomend door de NASA gesponsord project genaamd OPERA (of Observational Products for End-Users from Remote Sensing Analysis). OPERA, beheerd door JPL, zal metingen van missies als Sentinel-1 en NISAR gebruiken om dataproducten te produceren die veranderingen aan het aardoppervlak laten zien. Deze producten zullen onder meer resourcemanagers, federale agentschappen en onderzoekers gedetailleerde metingen geven van een groot deel van Noord- en Midden-Amerika, waardoor het niet langer nodig is om de gegevens te verwerken in een formaat dat geschikt is voor analyse en besluitvorming. + Verder verkennen

Onderzoekers verbeteren internationale nomenclatuur van aardverschuivingsgeometrie