science >> Wetenschap >  >> Natuur

Een aardverschuiving bij een gletsjer veroorzaakte een tsunami. Was er een klimaatverbinding?

Nasleep van de Elliot Creek-aardverschuiving en tsunami in november 2020, stroomopwaarts kijkend naar het aardverschuivingspuin en de West Grenville-gletsjer. In de jaren zestig strekte de gletsjer zich uit tot het punt waar deze foto werd genomen. Credit:Brian Menounos/University of Northern British Columbia

In 2020 merkte seismoloog Goran Ekström een ​​eigenaardige beweging op die op 28 november werd opgepikt door seismografen over de hele wereld. Het kwam uit een afgelegen gebied in de steile, met ijs bedekte Central Coast Mountains van British Columbia, ongeveer 2.400 mijl van het kantoor van Ekström aan de Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University, in Palisades, N.Y.

"Als ik iets vind dat er een beetje vreemd uitziet, kijk ik er zorgvuldiger naar", zegt Ekström, die ongewone seismische gebeurtenissen bestudeert. Conventionele aardbevingen beginnen meestal met een grote, hoogfrequente schok, maar dit was hier niet het geval. Dit was meer een laagfrequent gerommel dat geleidelijk aan versnelde voordat het weer vervaagde - volgens de studies van Ekström, het soort signaal dat wordt geproduceerd door een grote aardverschuiving. Hij mailde Marten Geertsema, een specialist in natuurlijke gevaren bij de provinciale overheid van BC. Toen hij niets in het nieuws zag, ging Geertsema verder met het scannen van recente satellietbeelden van het gebied op tekenen van verstoring, maar kon aanvankelijk niets ontdekken.

Rond dezelfde tijd hoorden BC-vliegers over een ongebruikelijke hoeveelheid hout die in een fjord dreef. Ze vlogen naar binnen. Ze vlogen verder een rivier op die de fjord voedde en zagen talloze omgemaaid bomen en een enorme nieuwe woestenij van zand en grind. Ze volgden een zijdal dat werd ingenomen door een stroom genaamd Elliot Creek en vonden de bron:het verse litteken van een gigantische aardverschuiving. Het had een smeltwatermeer geraakt aan de teen van de West Grenville-gletsjer en had een tsunami veroorzaakt die alles stroomafwaarts verwoestte. De wetenschappers hebben snel de punten met elkaar verbonden.

In een nieuw artikel in het tijdschrift Geophysical Research Letters , Geertsema, Ekström en collega's beschrijven de omvang en effecten van de dia, samen met de mogelijke oorzaken - waaronder de snelle recessie van de West Grenville-gletsjer, die zich ongeveer 4 kilometer heeft teruggetrokken van zijn positie in het midden van de 19e eeuw. Het is pas de meest recente gebeurtenis in een opwarmende wereld waar berggletsjers zich snel terugtrekken en omstandigheden creëren die rijp zijn voor dergelijke ineenstortingen. De paper gaat vergezeld van een spectaculaire visuele interactieve feature van het Hakai Institute, waarvan verschillende onderzoekers hebben bijgedragen aan het rapport.

Sinds 1900 zijn er wereldwijd minstens 1.000 zogenaamde glaciale uitbarstingen bekend. Ze hebben minstens 12.500 mensen gedood en dammen, steden, boerderijen en leefgebieden voor wilde dieren verwoest. Velen komen voor in steile gebieden van de Himalaya; bergachtig British Columbia en Zuidoost-Alaska zijn ook hotspots. Hoewel de oorzaken complex kunnen zijn, is een snelle terugtrekking van de gletsjer in veel gevallen een verdachte. Terwijl ijs zich terugtrekt door smalle, met ijs uitgehouwen valleien, blijven steile rotswanden die vroeger door het ijs werden tegengehouden, gebroken achter en hangen ze nauwelijks aan elkaar. Vaak vormt zich aan de teen van de gletsjer een smeltwatermeer. Tijd, neerslag, vorstwerking en zwaartekracht doen de rest. Als gevolg hiervan geloven veel wetenschappers dat aardverschuivingen en de daaruit voortvloeiende overstromingen zullen toenemen naarmate het klimaat warmer wordt, als ze dat al niet doen.

Het nieuwe artikel is een van de meest complete analyses van een glaciale uitbarsting tot nu toe. De auteurs, van meer dan een dozijn universiteiten, overheidsinstanties en particuliere onderzoeksinstituten, en de lokale Homalco en Xwe'malkwhu First Nations, gebruikten laserkaarten, satellietbeelden, seismische gegevens en ultramoderne computersimulaties om te modelleren wat is gebeurd.

Ze kwamen tot de conclusie dat zo'n 50 miljoen ton gesteente - ongeveer de massa van alle auto's in Canada - 1000 meter de valleiwand afdaalde in een niet nader genoemd smeltwatermeer bij de teen van de gletsjer, en in de gletsjer zelf. Ze zeggen dat een deel van het ijs waarschijnlijk onmiddellijk vloeibaar werd gemaakt. Verplaatst water en sediment spoot zo'n 100 meter omhoog en stortte zich vervolgens in een golf door de 10 kilometer lange Elliot Creek-vallei met ongeveer 135 kilometer (84 mijl) per uur, waarbij bomen en grond werden weggevaagd. Toen het de aangrenzende Southgate River raakte, stapelde het puin zich op in een gigantische waaier; vloedwater en puin gingen door de rivier en vormden een sedimentpluim van meer dan 60 kilometer lang in de stroomafwaartse fjord.

Er werden geen mensen gedood, maar de uitbarsting vernietigde grote delen van het bos en de habitat voor het paaien van zalm in de traditionele landen van de Homalco-bevolking. Visserijwetenschappers denken dat honderdduizenden of zelfs miljoenen vissen ronduit zijn gedood, en aanhoudende troebelheid in het stroomgebied kan de overleving van vissen in gevaar brengen. Een houthakkerskamp met meer dan een dozijn voertuigen werd weggevaagd en brandstof en hydraulische vloeistof blijven uit de overblijfselen lekken. Er kunnen langetermijneffecten zijn op beren en adelaars, die afhankelijk zijn van de zalm, net als de inheemse bevolking.

De krant zegt dat de directe aanleiding voor de glijbaan onbekend is, maar factoren die ertoe hebben geleid "onder meer gebroken gesteente met gunstig georiënteerde verbindingen en het debuteren van de voet van de helling als gevolg van terugtrekking van de gletsjer." Ze karakteriseren de gebeurtenis als "een voorbeeld van een soms ondergewaardeerde gevarenketen in hoge bergen die snelle deglaciatie ondergaan. [Snel] terugtrekken kan de gevaren van deze gebeurtenissen vergroten, aangezien het aantal en de grootte van meren toenemen onder potentieel onstabiele hellingen in alpiene valleien. "

Ekström en zijn voormalige Lamont-Doherty-collega Colin Stark begonnen rond 2009 de mogelijkheid te onderzoeken om aardverschuivingen te detecteren met behulp van seismische signalen. Sindsdien hebben ze meer dan 50 grote gebeurtenissen gedocumenteerd. De Elliot Creek-glijbaan is niet eens de grootste. In 2015 ontdekten ze de ineenstorting van 200 miljoen ton gesteente aan de voet van de Tyndall-gletsjer in Alaska, onder vergelijkbare omstandigheden. Het jaar daarop ontdekten ze een instorting van 120 miljoen ton in het Glacier Bay National Park in Alaska.

Nu het gevaar waarschijnlijk toeneemt, onderzoeken wetenschappers het gebruik van seismische instrumenten in realtime om autoriteiten te helpen tsunami-waarschuwingen af ​​te geven en slachtoffers te zoeken. In een onderzoek uit 2020 onder leiding van wetenschappers van Lamont-Doherty werd bijvoorbeeld gekeken naar een dia uit 1994 die werd gedetecteerd door seismische instrumenten, uren voordat een daaropvolgende tsunami een dorp in Bhutan bereikte, waarbij 21 mensen omkwamen. Als de instrumenten waren aangesloten op een systeem voor vroegtijdige waarschuwing, hadden mensen kunnen ontsnappen. "Dit is een opvallende en angstaanjagende herinnering dat [uitbarstingen van overstromingen] die op deze grote hoogte beginnen, hun verwoestende energie opnemen door de zwaartekracht op hun weg naar beneden", zegt Joerg Schaefer, een van de auteurs van het onderzoek.

De onderzoekers in het nieuwe artikel zeggen dat de nauwe overeenkomst tussen hun fysieke modellering en het veldbewijs dat ze hebben verzameld, kan worden aangepast om toekomstige uitbarstingen te helpen voorspellen. "Gelukkig hebben deze en soortgelijke gebeurtenissen in West-Canada plaatsgevonden in afgelegen bergvalleien", schrijven ze. "Er is echter geen garantie dat dit in de toekomst waar zal zijn, gezien de toegenomen ontwikkeling en het toerisme in deze afgelegen gebieden."