Představte si 100 miliónů tun masy skály, půdy, bláta a stromů, které sklouzly z hory 30 mil od hlavního města, a nikdo nevěděl, že se to stalo až o několik dní později.
To byl případ poté, co Typhoon Morakot zasáhl Tchaj-wan v roce 2009 a během 24 hodin v jižní části ostrova dumpingoval kolem 100 palců deště. Známý jako sesuv půdy Xiaolin, pojmenovaný pro vesnici, kterou zasáhl a zničil, tlustý koberec trosek, který zanechal, udusil 400 lidí a ucpal nedalekou řeku. Ačkoli byla jen hodinu jízdy mimo přeplněné město Tainan, úředníci nevěděli o sesuvu půdy dva dny.
"Být tak blízko a nevědět, že se stalo něco katastrofického, je prostě úžasné, " poznamenává Colin Stark, geomorfolog na observatoři Země Lamont-Doherty (LDEO). Ale nyní, „seismologie nám umožňuje informovat o takových událostech v reálném čase.“ Výzkum zveřejněný minulý týden ve vědě Starkem a hlavním autorem Göranem Ekströmem, seismologem LDEO, ukazuje, že vědci vyzbrojení daty z Globální seismografické sítě nemohou pouze určit kde došlo k velkému sesuvu půdy, ale také může odhalit, jak rychle se vířící hmota ubírala, jak dlouho docházela, její orientace v krajině a kolik materiálu se pohybovalo.
To vše lze provést na dálku, aniž byste navštívili sesuv půdy. Navíc to lze provést rychle, v ostrém kontrastu k náročnějším metodám obvykle používaným k odhadu charakteristik sesuvu půdy. V minulosti museli vědci čekat, až se k nim vrátí zprávy o sesuvu půdy, a poté, co byli upozorněni, hledali fotografie a satelitní snímky snímku. Pokud mohli, koordinovali výlety do jazyka sesuvu půdy - dobře po události - aby odhadli množství narušené horniny.
Nová metoda však umožňuje detekci a charakterizaci sesuvů v souladu s tím, jak vědci v současné době sledují zemětřesení z dálky. Stejně jako seismometry třesou, když na jejich místa zasáhne energie silného zemětřesení, což umožňuje seismologům určit přesné umístění, hloubku a směr prasknutí, jakož i množství energie uvolněné během zemětřesení a typ poruchových tektonických desek, které se klouzaly, seismometry se pohybují během sesuvu půdy. Chvění není frenetickým zášklbem, který se obvykle vyskytuje v seismografech zemětřesení nebo výbuchů - podpisy jsou dlouhé a šikmé.
Ekström a jeho kolegové strávili mnoho let česáním seismických dat při hledání neobvyklých podpisů, které nelze vysledovat k typickým zemětřesením. Dříve jejich práce na seismických podpisech v tektonicky mrtvých Grónsku klasifikovala nový typ otřesů, nazvaný „glaciální zemětřesení“. Geneze nedávného výzkumu sesuvů však lze vysledovat až k Typhoon Morakot.
Poté, co bouře zasáhla Tchaj-wan, si Ekström všiml něčeho zvláštního na globálních seismických grafech - jejich kroutí naznačovalo, že se někde na ostrově vyskytlo seskupení událostí, z nichž každá se třásla nad zemětřesením o velikosti 5. "Zpočátku žádná jiná agentura nezjistila ani lokalizovala čtyři události, které jsme našli, takže se zdálo velmi pravděpodobné, že jsme zjistili něco zvláštního, " vysvětlil Ekström. O několik dní později se začaly vlévat zprávy o sesunech půdy - včetně monster, které prošly Xiaolinem - a potvrdily to, co vědci předpokládali o zdroji událostí.
Pohled v troskách taiwanského sesuvu půdy Xiaolin. (Foto David Petley) Autoři jsou vybaveni seismickými údaji z sesuvu půdy Xiaolin a vyvinuli počítačový algoritmus pro vyhledávání prozrazných seismických podpisů velkých sesuvů v minulých záznamech a v jejich průběhu. Po shromáždění informací z 29 největších sesuvů, které se vyskytly po celém světě v letech 1980 až 2012, Ekström a Stark začali dekonstruovat energie seismických vln a amplitudy, aby se o každém dozvěděli více.
Hlavní principy jejich metody lze vysledovat podle Newtonova třetího zákona o pohybu: pro každou akci existuje stejná a opačná reakce. "Například, když skála spadne z hory, vrchol je najednou lehčí, " vysvětluje Sid Perkins z ScienceNOW . Hora „pramení vzhůru a pryč od padající skály a vytváří počáteční pozemní pohyby, které odhalují velikost sesuvu půdy a směr jejího pohybu.“
Při pohledu na všechny své analýzy Ekström a Stark zjistili, že bez ohledu na to, zda byl sesuv půdy spuštěn vybuchující sopkou nebo šátkem nasyceným dešťovou vodou, se vlastnosti sesuvů řídí délkou úbočí, která se rozpadla, aby zahájila sesuv půdy. Tato konzistence naznačuje dosavadní nepolapitelné široké principy, které řídí chování při sesuvu půdy, což vědcům pomůže lépe posoudit budoucí rizika a rizika způsobená selháním svahů.
Pro ty, kteří studují sesuvy půdy, je tento článek klíčový z jiného důvodu. David Petley, profesor britské Durhamské univerzity, ve svém blogu píše, že „nyní máme techniku, která umožňuje automaticky detekovat velké sesuvy půdy. Vzhledem k tomu, že k těmto tendencím dochází ve velmi odlehlých oblastech, často se nehlásí. “
Petley, který studuje dynamiku sesuvu půdy, napsal doprovodný kus Ekströmovy a Starkovy práce, také publikované v Science, který poskytuje trochu perspektivy novým výsledkům. Poznamenává, že „tato technika v současné době předstihuje velké a rychlé sesuvy půdy o řád řádů, což vyžaduje značné úsilí, například se satelitními snímky, aby se odfiltrovaly falešně pozitivní události. Přesto se otevírá cesta ke skutečnému celosvětovému katalogu skalních lavin, které posílí porozumění dynamice vysokých horských oblastí. Může také umožnit detekci rozsáhlých sesuvů půdy blokujících údolí v reálném čase a poskytnout varovný systém pro zranitelné komunity po proudu. “
Před a po výhledech sesuvů půdy, které se v roce 2010 sklouzly na ledovec Siachen v severním Pákistánu. (Obrázek přes Science / Ekström a Stark) Vhled, který získal Ekströmova a Starkova metoda, je snadno vidět na nápadném příkladu sesuvu půdy, ke kterému došlo v severním Pákistánu v roce 2010. Satelitní obrazy toku trosek, které se šíří po bokech ledovce Siachen, naznačují, že událost byla vyvolána jedna, možná dvě epizody selhání svahu. Ekström a Stark však ukazují, že trosky sklouzly ze sedmi velkých sesuvů půdy během několika dní.
"Lidé jen zřídka vidí velké sesuvy půdy;" obvykle vidí pouze následky, “poznamenává Ekström. Ale díky němu a jeho spoluautorovi mohou vědci z celého světa rychle získat první pohled.
