Minulý měsíc prezident Donald Trump podnikl kroky k tomu, aby vydělal na sliby kampaně, aby změnil stávající hraniční plot Spojených států na „velkou, krásnou“ zeď. 25. ledna vydal Bílý dům výkonný příkaz oznamující vytvoření „bezpečné, sousedící a neprůchodné fyzické bariéry…, aby se zabránilo nelegálnímu přistěhovalectví, obchodování s drogami a lidmi a teroristickým činům.“ Nyní americká celní a hraniční ochrana - úřad pověřený prosazováním hraničních předpisů - se snaží, aby se tento řád stal skutečností.
Dnešní plot se skládá z přibližně 650 mil různorodých segmentů, vyrobených z kombinace ocelových sloupků a kolejnic, kovového plechu, řetězu, betonových bariér vozidla a drátěného pletiva. Nahrazení tohoto plotu za to, co bylo popsáno jako betonová konstrukce o rozměrech 20 až 50 stop, která překročí 1 000 z asi 2 000 mil od americké hranice s Mexikem, nebude snadné. Kromě řešení navrhovaného mexického soudního řízení a navigace v soukromém vlastnictví většiny Texasových zemí existuje i několik dalších otázek, které se málokdo podrobně zabýval: geologie.
Ve srovnání s budováním mramorového paláce nebo vysoko postaveného kostela se může zdání zdi zdát relativně jednoduché. To není. (Zeptejte se Číňanů, jejichž stavba Velká zeď trvala 2 000 let a nedokázali udržet útočníky mimo dosah.) Ačkoli většina návrhů stěn je poměrně jednoduchá, musí se stavitelé přizpůsobit celé řadě terénů, vysvětluje Gary Clendenin, vedoucí hydrogeolog ICF. Samotná jižní americká hranice obsahuje poušť, mokřady, louky, řeky, hory a lesy - to vše pro stavitele představuje obrovské problémy.
"Délka této věci představuje výzvy, které se obvykle u stavebního projektu nevyvíjejí, " říká Clendenin.
Lze tyto překážky překonat? Smithsonian.com požádal dva vědce, geofyzika a hydrogeologa, které geologické faktory by si měli stavitelé zdi nejprve vzít v úvahu, pokud mají provést tento ambiciózní projekt.
Kolem téměř 2000 mil dlouhé hranice mezi USA a Mexikem stojí asi 650 mil různorodých segmentů plotu. Mnoho segmentů, jako je ten na obrázku výše, stále umožňuje určitou komunikaci přes hranice. (Brian Auer / Alamy Stock) Zjišťování situace
Věž v Pise se nikdy neměla naklánět. Postavená v letech 1173 až 1370, byla struktura off-cilteru umístěna na vrcholu zhruba 30 stop jemných říčních sedimentů pod vrstvou staré mořské hlíny. Ale když stavitelé shromáždili tuny mramoru, říční sedimenty se nezhustily rovnoměrně. Když v roce 1178 dokončili práci na třetím příběhu, věž už získala svůj charakteristický náklon.
Italská vláda od té doby utratila miliony dolarů, aby zajistila, že se tato milovaná památka nezvrátí. Takové strukturální selhání slouží jako připomínka toho, že zatímco naši předkové dokázali úspěšně postavit mnoho působivých výkonů, „nemusí nutně zůstat vzpřímeně, “ slovy polního geofyzika Mika McKinnon. Abychom těmto problémům dnes čelili, přidali moderní stavitelé zásadní krok k procesu výstavby: průzkum. Přestože je tento krok časově náročný, je rozhodující pro zajištění toho, aby výsledná struktura mohla zůstat celá léta na terra firma .
Před položením jediné cihly se týmy vědců shromáždí na scénu, aby prozkoumaly litanii detailů, od hloubky podloží po chemii půdy. V případě hraniční zdi by museli projít celou délku navrhované cesty, pracovat v segmentech pro vyhodnocení regionu, sbírání dat, vypracování plánů. (Tato nutnost činí proces výstavby stěn - zejména těch, které se rozprostírají tisíce kilometrů - náročnější než stavění, řekněme, mrakodrapu o 95 patrech.)
"Upřímně řečeno, trvalo by to roky, " říká Clendenin, který se specializuje na lineární projekty jako železnice a silnice. McKinnon souhlasí. Jeden projekt, na kterém pracovala, tři míle ropovodu, je nyní pátým rokem terénních průzkumů.
Přesto se zdá, že objednávka Trumpa umožňuje pouhé šest měsíců na veškeré mapovací a plánovací úsilí. V jeho dlouhém seznamu požadovaných kroků jeho výkonný řád uvádí:
„Vypracovat komplexní studii o bezpečnosti jižní hranice, která má být dokončena do 180 dnů od této objednávky, která bude zahrnovat současný stav bezpečnosti jižní hranice, všechny geofyzikální a topografické aspekty jižní hranice, dostupnost federálních a státních zdroje nezbytné k dosažení úplné operační kontroly jižní hranice a strategie k získání a udržení úplné provozní kontroly jižní hranice. “
Při kontaktu s agenturou Smithsonian.com odmítla agentura pro cla a ochranu hranic komentovat aktuální časový plán zdi a v e-mailu uvedla, že „bylo by spekulativní řešit otázky, které v tuto chvíli kladete.“ Ale podle s vědci Smithsonian.com mluvil, že to nebude stoupat v dohledné době.
…
Jak se dostat do Bedrocku
Pravěké město Petra stojí jako hlavní příklad starověké geologické předvídavosti. Kolem 4. století před naším letopočtem vyřezali Petrovi obyvatelé tohoto rušného obchodního města přímo do drsného růžového a páleného pískovcového útesu mezi Rudým mořem a Mrtvým mořem. Přestože větry a déšť hrozily narušit strukturu shora dolů, její pevné zakořenění ve skalním podloží - pevná hornina, která leží pod zemskými volnými vrstvami - tuto strukturu udržuje tisíce let vysokou.
Takové uzemnění v podloží je klíčovým prvkem při budování megastruktury, říká McKinnon. Pro něco tak rozsáhlého, jako je zeď o délce 1 000 km, která stojí výše 20 stop, budou muset stavitelé ukotvit celou věc pod povrchem k podkladové skále, pokud chtějí, aby zůstala ve vzpřímené poloze.
Problém je v tom, že dostat se na skalní podloží může být osudný. Velké okraje hranic se vyznačují mohutnou vrstvou sypkých sedimentů - špíny, půdy, písku - položených na podloží. V některých regionech je skalní podloží stovky, ne-li tisíce stop dolů. "Některá místa budou podloží příliš hluboká - nikdy se nebudete moci dostat na podloží dostupným způsobem, " říká McKinnon.
"To je v pořádku, pokud chcete [postavit] malý dům, protože ho prostě máte vznášející se na jeho základu, " dodává.
Ale pokud stavíte megastrukturu, „máte problém, “ říká.
Hraniční plot, který vede přes písečné duny Algodones v Kalifornii, má zvláštní konstrukci, aby vyhovoval neustále se měnícímu prostředí dun. Úzké patky vysoké 15 stop se „vznášejí“ nad pískem a při posunu dun se mohou pohybovat svisle. (Hraniční hlídka Spojených států, ministerstvo vnitřní bezpečnosti) To neznamená, že stavět na písku je nemožné. Abychom však takové struktury bezpečně postavili, geofyzici dnes provádějí rozsáhlé seismické průzkumy, aby si představili, co leží pod nimi. K vytvoření těchto obrázků instalují řady spike-like geophones, což jsou 3D mikrofony, které detekují nepatrné vibrace země a převádějí je na elektrický signál. Poté vydávají velký hluk, často spuštěním výbuchu nebo těžkou váhou k zemi. Geofony zaznamenávají rozptyl a odraz vibrací pro zobrazení podzemních struktur a škádlí problémy, které mohou ležet pod povrchem.
McKinnon zažil jeden z těchto problémů hned při stavbě vodní elektrárny, která měla být postavena přes údolí, které se rozprostíralo asi kilometr. Tým provedl všechny řádné průzkumy v regionu a zjistil, že pod jejich korytem ležel druhý kanál zahrabaný v nečistotách. "Kdybychom to nenašli a my jsme se pokusili vybudovat přehradu napříč, voda by právě erodovala ten starý kanál pod a my bychom měli pod naší přehradou řeku, " říká.
Existují dvě možnosti, jak tyto problémy se sedimentem překonat: zhutnit sediment a přidat hlubší základ. Pro stěnu zhruba 20 stop vysoká by měla základna přesahovat šest až osm stop pod povrch, říká Clendenin. Všechny tyto kroky jsou drahé a časově náročné. Ale přeskočte na někoho z nich a „dostanete svou situaci v Šikmé věži z Pisy, “ říká McKinnon.
Mnoho moderních regionů samozřejmě nemá ekonomické zdroje k provádění takových průzkumů a budování hlubokých základů. Města Kampánie v Itálii jsou stavěna na volných sedimentech, které jsou náchylné k klouzání - situace se zhoršuje místním vyřezáváním vegetace a neregulovanou konstrukcí, která obvykle postrádá odpovídající základy. Tyto faktory je činí zranitelnými vůči rozmarům geologie jejich regionu: V roce 1998, když se městem vlnily sesuvy půdy, se domy pod tíhou a pohybem kalu zhroutily a zůstalo nejméně 95 mrtvých.
...
Dirt Drama
"Něco, co nemiluje zeď / které pod ní posílá zmrzlý zem, " začíná báseň Roberta Frosta "Mending Wall". Frost možná nebyl geologický inspektor, ale měl jednu věc pravdu: pokud jde o stavbu zdí, otok půdy je hlavní bolest hlavy. Proto, když inspektoři dokončí posouzení druhu skály a země, kterou budou stavět, začnou zkoumat nečistoty.
Sedimenty, zejména v materiálech bohatých na hlínu, mohou nabírat vodu a bobtnat jako houba v misce s vodou. Výsledné cykly bobtnání a smršťování během mokrého a suchého období mohou popraskat samotné základy struktur. A tyto typy půd jsou běžné v mnoha státech, kde bude postavena hraniční zeď, včetně Texasu a částí Nového Mexika. Ve skutečnosti je podle americké společnosti stavebních inženýrů asi polovina amerických domů postavena na půdách, které se výrazně rozšiřují, a téměř polovina z nich každoročně utrpí škody kvůli půdě.
Nečistoty mohou také pohltit nosný systém zdi. Půdy, které jsou přirozeně kyselé nebo mají vysoké hladiny chloridů, mohou rychle degradovat kovy bohaté na železo, říká McKinnon. Tyto půdy by mohly „korodovat jakoukoli, řekněme, pěknou velkou kovovou výztuž, kterou tam vkládáte, abyste stabilizovali svůj základ, “ říká. Jiné půdy obsahují vysoké množství síranů, což je sloučenina, která se vyskytuje v běžné minerální sádře, která štěpí jak kovy, tak beton. Půdy bohaté na sírany jsou běžné v takzvaných půdách Trans-Pecos podél hranice v jihozápadní části Texasu.
Udržování takové zdlouhavé struktury je náročné. A i když lze takovou zeď postavit, zůstává velikost rozpočtu nezbytná k udržení stálosti nejasná. (Kevin Foy / Alamy Stock) "Potkáte stovky, ne-li tisíce, různých typů půd podél [takové zdlouhavé] lineární dráhy, " říká Clendenin. (Ve skutečnosti v samotném Texasu existuje více než 1300 druhů půdy.) A mnoho z těchto půd nebude ten správný typ, na kterém se bude stavět. V tomto okamžiku mají budoucí stavitelé zdí dvě možnosti: Trávit více času a peněz vykořisťováním stávajících půd a jejich nahrazováním lepšími nečistotami - nebo se úplně vyhnout regionu.
Jednou z věcí, kterým se však nelze vždy vyhnout, jsou regiony ohrožené zemětřesením a povodněmi. Řeky pobíhají podél značné části americko-mexické hranice, což může představovat velmi skutečné nebezpečí povodní. Budova sousedící s řekami může také představovat neočekávané právní problémy: Smlouva z roku 1970 vyžaduje, aby byl opuštěn plot od řeky Rio Grande, která vymezuje hranici Texas-Mexiko. Z tohoto důvodu současný plot křižuje majetek vlastníka půdy v Texasu a má mezery, které umožňují vlastníkům půdy projít.
Zemětřesení jsou v západních USA také poměrně běžná V závislosti na konstrukci mohou někteří z těchto třesů způsobit praskliny nebo praskliny ve zdi, říká McKinnon. Jedním příkladem je zemětřesení o velikosti 7, 2, které v roce 2010 zasáhlo poblíž hranice Kalifornie a Mexika, podle Austina Elliott, postgraduálního studenta na Oxfordské univerzitě, jehož výzkum se zaměřuje na historii zemětřesení. "Kdyby existovala zeď v El Centinela (hora v severním Mexiku), byla by to kompenzována, " píše Elliott na Twitteru.
…
Úspěch není zaručen, i když jsou dokončeny všechny správné průzkumy a políčka zaškrtnuta. "Je jen tolik věcí, které musíte udělat, než vyhodíte první hromadu špíny, " říká Clendenin.
Navzdory všem našim moderním měřicím nástrojům a pečlivému plánování vás Země stále překvapí, dodává McKinnon. "Tato část, o které jste si mysleli, že je nudná a jednoduchá a snadno předvídatelná, je ve skutečnosti úplně komplikovaná, " říká. "Podívejte se na jakékoli velké vykopávky pro podzemní systém, všechny hlavní mostní konstrukce, jakýkoli komplex velkých věží; všichni měli předem intenzivní průzkumy, rozsáhlé fáze návrhu a při budování se museli stále upravovat. “
Po oznámení Trumpova výkonného řádu vzal McKinnon na Twitter, aby zanechal předtuchou připomínku důsledků podceňování Země. "Země neodpouští nedbalý, " napsala. V rozhovoru dodala: „Ignorujte geologii podle svého nebezpečí.“
