Science >> Wetenschap >  >> Natuur

Wat veroorzaakt aardverschuivingen? Kunnen we voorspellen dat ze levens zullen redden?

Credit:CC0 Publiek Domein

Een verwoestende aardverschuiving trof eind vorige week verschillende afgelegen dorpen in de bergachtige provincie Enga in Papoea-Nieuw-Guinea.



Hoewel het nog te vroeg is voor officiële bevestiging, schatten schattingen het dodental tussen de 690 en 2.000 mensen, terwijl er nog duizenden vermist worden. Dat er slechts enkele lichamen zijn geborgen, herinnert op tragische wijze aan de vernietigende kracht van deze gebeurtenissen.

De voortdurende zoek- en reddingsoperaties zijn een uitdaging gebleken. Zoals vaak bij aardverschuivingen belemmeren secundaire aardverschuivingen en vallende rotsen de inspanningen in het zoekgebied. Er is ook een gebrek aan toegang tot zware graafmachines, en wegen moeten worden vrijgemaakt of gerepareerd voordat hulp en uitrusting arriveren.

Nog belangrijker is dat het moeilijk is om potentiële overlevenden te lokaliseren, omdat aardverschuivingen gebouwen en hun bewoners op onvoorspelbare wijze meesleuren. Wat veroorzaakt deze verwoestende gebeurtenissen en waarom zijn ze zo plotseling en onvoorspelbaar?

Wat veroorzaakt aardverschuivingen?

Aardverschuivingen vinden plaats wanneer de zwaartekracht groter is dan de sterkte van het geomateriaal dat de helling van een heuvel of berg vormt. Geomaterialen kunnen zo gevarieerd zijn als rotsen, zand, slib en klei.

Vervolgens begint een deel van deze helling bergafwaarts te glijden. Afhankelijk van waar de helling faalt, kan het materiaal dat naar beneden glijdt slechts een paar kubieke meter of een paar miljoen bedragen. kubieke meter volume.

Waarom falen hellingen? De meeste natuurlijke aardverschuivingen worden veroorzaakt door aardbevingen of regenval, of een combinatie van beide.

Aardbevingen schudden de grond, belasten deze en verzwakken deze na verloop van tijd. Regenwater kan door de grond sijpelen en doordrenken (de grond is vaak poreus als een spons) en de helling zwaarder maken. Dit is de reden waarom PNG zo gevoelig is voor aardverschuivingen, omdat het op een actieve breuklijn ligt en onderhevig is aan zware regenval.

Een ander nadelig effect van water is erosie:de voortdurende actie van golven ondermijnt kusthellingen, waardoor ze bezwijken. Grondwater kan ook rotsen op hellingen oplossen.

Mensen kunnen ook op verschillende manieren aardverschuivingen veroorzaken (en zullen dat ook doen). Ontbossing heeft bijvoorbeeld een negatief effect op de stabiliteit van hellingen, omdat boomwortels op natuurlijke wijze de grond versterken en water afvoeren. Bovendien veroorzaken mijnontploffingen kleine aardbevingsachtige grondtrillingen die hellingen in de buurt doen schudden.

Waarom kunnen we aardverschuivingen niet voorspellen?

Het is erg moeilijk om het risico op aardverschuivingen effectief te voorspellen en te beperken. De aardverschuiving in Enga en de duizenden dodelijke en kostbare aardverschuivingen die elk jaar wereldwijd plaatsvinden, duiden hierop. Zelfs in Australië, het vlakste continent ter wereld, dekken woningverzekeringen het risico op aardverschuivingen niet, om een ​​eenvoudige reden:dit risico is moeilijk in te schatten.

Dus wat is er nodig om mensen te waarschuwen voor een komende aardverschuiving? Je hebt een voorspelling nodig voor aardbevingen en regenval, naast een perfecte kennis van het hellingvormende geomateriaal.

Onder onze voeten kunnen geomaterialen meerdere, met elkaar verstrengelde lagen van verschillende soorten gesteenten en deeltjesvormige materialen omvatten, zoals zand, slib en klei. Hun sterkte varieert van een factor één tot duizend, en hun ruimtelijke verdeling bepaalt waar de helling waarschijnlijk zal falen.

Om de stabiliteit van de helling nauwkeurig te kunnen beoordelen, is een driedimensionale mapping van deze materialen en hun sterke punten nodig. Geen enkele sensor kan deze informatie leveren, dus geologen en geotechnische ingenieurs moeten omgaan met gedeeltelijke informatie verkregen op een paar geselecteerde locaties en deze gegevens extrapoleren naar de rest van de helling.

De zwakste schakel van de ketting, zoals een bestaande breuk in een rotsmassa, wordt gemakkelijk over het hoofd gezien. Dit is een onvermijdelijke bron van onzekerheid als je probeert te voorspellen hoeveel materiaal er kan wegglijden.

We weten wel dat hoe groter het volume van een aardverschuiving is, hoe verder de uitloopafstand is. Maar het is moeilijk om de exacte omvang van een aardverschuiving in te schatten, waardoor voorspellingen van uitloopafstanden en veilige zones onzeker zijn.

De vraag "wanneer zal er een aardverschuiving plaatsvinden" is ook onzeker. Mechanische analyse stelt ons in staat de kwetsbaarheid van een helling in een bepaald scenario te schatten, inclusief de omvang van aardbevingen en de verdeling van grondwater. Maar voorspellen of en wanneer deze triggers zullen plaatsvinden is net zo 'gemakkelijk' als het voorspellen van het weer en seismische activiteit:een moeilijke taak.

Helaas zijn met al het geld in de wereld geen nauwkeurige voorspellingen van aardverschuivingen te koop, vooral niet in afgelegen delen van de wereld.

Aangeboden door The Conversation

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