• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Naturen
    Jordskredklocka:Kan experter förutsäga kollaps vid Washingtons Rattlesnake Ridge?

    Även om Las Vegas bookmakers inte lägger några odds – ännu – på när jordskredet vid Rattlesnake Ridge kommer att släppa loss, ingenjörer och geologer som spårar den förrädiska sluttningen nära Yakima satsar på mitten av mars till början av april.

    Men vad är chansen att de får rätt? Och är det ens möjligt att förutsäga när en 1, Kommer den 800 fot höga åsen falla?

    Det är mycket som åker på svaren. Den förestående, 8 miljoner ton rutschbana hägrar över Interstate 82, en järnvägskorridor och Yakimafloden. Invånare i ett kluster av hem vid foten av åsen har evakuerats till motell, utan aning om när de kommer att kunna återvända.

    Eftersom sprickor sågs på sluttningen nära ett stenbrott i oktober, området har vimlat av stat, lokala tjänstemän och stamtjänstemän, samt konsulter anlitade av gropoperatören.

    Deras skredprognoser är försiktiga, säkrade med varningar om att kollapsen kan komma tidigare. Men det tillvägagångssätt som används har en gedigen meritlista, särskilt inom gruvindustrin. Den är baserad på att täcka en sluttning med instrument för att mäta halkhastigheten, sedan extrapolera från trenden.

    "Det här är ett trubbigt instrument, men det är testat och det har fungerat på bilder förut, " sade geomorfologen David Montgomery vid University of Washington, som har följt situationen vid Rattlesnake Ridge men inte är direkt inblandad.

    En av metodens största framgångar kom den 10 april, 2013, när operatörerna av Kennecotts Bingham Canyon-gruva nära Salt Lake City pressade upp sina besättningar ur gropen på morgonen och meddelade att en rutschbana var nära förestående. Timmar senare, en hög mur kollapsade i ett av de största icke-vulkaniska jordskreden i Nordamerikas historia.

    I Schweiz, år av övervakning i en brant dal gav resultat 2012 med flera dagars varning innan en serie katastrofala sluttningsfel. I en annan gruvincident, misslyckandedatumet var exakt förutsett tre månader i förväg.

    Metoden fungerar på grund av hur många jordskred utvecklas, säger ingenjörsgeologen Jeffrey Moore vid University of Utah. När en sluttning spricker och börjar glida, krafterna som håller massan av jord och stenar på plats försvagas och den underjordiska ytan som massan glider på - vanligtvis ett svagt lager av jord - blir flätare. Som ett resultat, massan tar fart och börjar glida ännu snabbare. Gravitationen övervinner så småningom friktion, och sluttningen kollapsar.

    "Det finns tillräckligt med fallhistorier bakom metoden att när data ser rätt ut och du kan identifiera trender, du kan exakt förutsäga tidpunkten för misslyckande, " sa Moore.

    På Rattlesnake Ridge, data strömmar in från flera typer av mätningar, inklusive GPS-avläsningar, automatiserade lasermätningsstationer, seismometrar, markbaserad radar och en laserskanningsteknik som kallas LIDAR. Mer än 100 instrument sitter på, eller syftar till, sluttningen.

    När övervakningen startade, den 20 hektar stora rutschbanan rörde sig i genomsnitt en fot i veckan. Det har sedan dess ökat till cirka 1,6 fot per vecka, men accelerationen har inte varit konstant. Rörelsetakten i december pekade på en kraftig nedgång i mitten av januari. Datumet flyttades tillbaka till mitten av mars när accelerationen avtog denna månad.

    "Den geologiska foten kommer från gasen, ", sa Montgomery. "Även om det rör sig snabbare än det var, accelerationshastigheten minskar."

    Måldatumet kan mycket väl ändras igen om backen ökar eller saktar ner.

    "Slides är mycket dynamiska miljöer och du måste hela tiden omvärdera dem, sa James Struthers, chefsingenjörsgeolog för Washington State Department of Transportation (WSDOT).

    Prognosmetoden är inte idiotsäker, varnade Rex Baum, en skredexpert vid U.S. Geological Survey. Ibland, backar som verkar vara på gränsen till kollaps stannar upp istället.

    "Det kan vara en frustrerande situation att hantera, " sa han. Till slut, bilden kommer att börja röra sig igen, men det kan ta veckor, månader eller till och med år.

    Och att kunna förutsäga när en ras sannolikt kommer att inträffa är inte samma sak som att kunna förutsäga hur en sluttning kommer att kollapsa, sa Baum. Det senare beror till stor del på kullens detaljerade geologiska struktur, vilket kan vara svårt att urskilja från ytliga mätningar.

    "Du har all denna osäkerhet från saker som är okända, och okänd, " sa Baum. "Vi kan bara inte få informationen från underytan."

    Medan Kennecott kunde fastställa tiden för Bingham Canyon-rutschbanan, ofantligheten var en chock. Utrustning för miljontals dollar som hade flyttats till ett område som ansågs säkert pulveriserades.

    Oso-skredet 2014 i Snohomish County, som dödade 43 människor och begravde ett helt samhälle, häpnade geologer med dess räckvidd, hastighet och grymhet. Den rutschbanan slog till på en regnvåt kulle som består av glaciala sediment som hade glidit upprepade gånger tidigare.

    Rattlesnake Ridge består mestadels av kraftigare basalt, och vatten verkar inte vara en faktor i den utvecklande rutschbanan. Men stora jordskred kan färdas snabbt och långt även utan vatten, som Bingham-gruvans kollaps visade, sa Moore.

    "Vi har sett många tidigare fall där stora, torra stenras misslyckas katastrofalt, " han sa.

    Statliga tjänstemän tror att det är osannolikt vid Rattlesnake Ridge. Än så länge, rutschkanan har smygit sakta nerför en sluttning på cirka 15 till 20 grader. Det verkar ha glidit på ett svagt lager av sedimentärt berg.

    Det mest troliga resultatet är att glidningen kommer att fortsätta att röra sig långsamt, med mycket av de 4 miljoner kubikyarden sten och jord som rinner ut i stenbrottet vid foten av kullen, enligt Cornforth Consulting, den geotekniska ingenjörsfirman anlitad av stenbrottsoperatören Columbia Asphalt och Ready-Mix.

    Moore beskriver det som ett "optimistiskt" scenario och säger att det är viktigt att planera för möjligheten av ett katastrofalt misslyckande.

    "Om saken misslyckas på en gång, det är väl inom riskområdet att det skulle kunna köra på motorvägen, " sa han. Om rutschbanan sjunker i etapper, då är risken för skador sannolikt lägre.

    En oberoende geolog som uttryckte oro över att den västra sidan av sluttningen skulle kollapsa och spilla över motorvägen och floden sa att han är mindre orolig nu när fortsatt övervakning har visat att de 200 fot djupa sprickorna på toppen av kullen inte sträcker sig mot norr .

    "Jag är lugnad av det, men jag tror fortfarande att många saker kan hända som vi inte förväntar oss eller inte har förutspått, sa Bruce Björnstad.

    Washington Department of Natural Resources (DNR) tjänstemän säger att de planerar för en rad scenarier, inklusive en värsta tänkbar situation liknande den som Björnstad skisserat. Yakima County och staden Union Gap utfärdade nödlägesförklaringar, och lokala tjänstemän rustar sig för att svara om rutschkanan rinner ut i Yakimafloden, sa Yakima Valley Office of Emergency Management Director Jeff Emmons.

    För att hålla ett närmare öga på sluttningens västra flank, som har få instrument, WSDOT lanserade nyligen laserundersökningar två gånger i veckan. Än så länge, de har uppmätt cirka 5 fots utbuktning jämfört med bilder från 2015, sa Struthers. Det är inte förvånande och väcker inga larm om ett stort fel i det området, han lade till.

    Statliga myndigheter och Cornforth Consulting utvecklar run-out-modeller som visar hur långt och i vilken riktning rutschkanan kan färdas under olika scenarier, sa statsgeolog Dave Norman, av DNR.

    Och förra veckan, DNR och WSDOT anlitade en oberoende entreprenör, Wyllie &Norrish Rock Engineers, att analysera övervakningsdata, observera bilden och ge en andra åsikt.

    "Vi vill vara säkra på att en annan förstklassig outfit ser på den, ", sa Norman. "Det här är verkligen viktigt och vi vill få det rätt."

    ©2018 The Seattle Times
    Distribueras av Tribune Content Agency, LLC.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com