"Stabilt jordskred" låter som en motsägelse i termer, men det finns verkligen platser på jorden där land sakta smyger sig nedför, stabilt och ofarligt så länge som ett sekel. Men stabilitet varar inte nödvändigtvis för evigt. För första gången, forskare vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien, och samverkande institutioner har dokumenterat övergången till ett stabilt, långsamma jordskred till katastrofal kollaps, visar hur torka och extrema regn sannolikt destabiliserade raset.

Mud Creek jordskred nära Big Sur, Kalifornien, dumpade cirka 6 miljoner kubikmeter (5 miljoner kubikmeter) sten och skräp över California Highway 1 den 20 maj, 2017. Skadan tog mer än ett år och 54 miljoner dollar att reparera. Ingen långvarig rörelse hade dokumenterats vid Mud Creek före denna händelse, men arbetare i statens transportavdelning hade märkt små lerskred veckorna före kollapsen och stängde av motorvägen som en försiktighetsåtgärd.

Det JPL-ledda teamet identifierade Mud Creek som ett stabilt jordskred med hjälp av en åttaårig datauppsättning från ett luftburet JPL-instrument som kallas Uninhabited Airborne Vehicle Synthetic Aperature Radar, bearbetas med en teknik som kallas interferometrisk syntetisk aperturradarbehandling (InSAR). De beräknade att Mud Creek hade glidit med en medelhastighet på cirka 7 tum (17 centimeter) per år sedan åtminstone 2009. De använde European Space Agencys Sentinel-1A/B satellitdata för att dokumentera hur glidområdets beteende förändrades.

Det luftburna och satellitdatamåttet ändras endast vid markytan, dock. "Från det, vi försökte sluta oss till vad som kan ha hänt med skredets glidyta, tiotals meter under jorden, som gjorde att Mud Creek-rutschbanan gick över från stabil till instabil, " sa studiens huvudförfattare, Alexander Handwerger, en postdoktor från NASA som forskar vid JPL.

Kollapsen inträffade efter flera dagars kraftiga regn under ett av de blötaste åren på över ett sekel för detta område. Före 2017, en femårig torka hade producerat flera av Kaliforniens hetaste och torraste år någonsin. Med hjälp av en datormodell av hur vatten påverkar marken, forskarna studerade vad som skulle hända när de intensiva regnet mättade den uttorkade marken. Vatten skulle ersätta luft i de små utrymmena mellan jordpartiklar, ökar trycket på partiklarna kraftigt. Denna tryckförändring kunde ha destabiliserat glidytorna under jord och utlöst kollapsen.

Bara Kalifornien har mer än 650 kända stabila jordskred. Om man började förlora stabilitet i framtiden, kan InSAR-data avslöja förändringen? För att svara på den frågan, teamet jämförde Mud Creek-bilderna med bilder av två andra stabila jordskred i liknande typer av jord och sten.

Paul's Slide, bara 13 miles (21 kilometer) norr om Mud Creek, gick igenom samma väderförhållanden men misslyckades inte katastrofalt. Ett jordskred i norra Kalifornien fick över 3 fot (1 meter) mer nederbörd än Mud Creek utan katastrofala misslyckanden. "Vi tänkte att om vi jämförde dessa två fall som inte misslyckades med det som gjorde det, vi kanske hittar något karakteristiskt hastighetsmönster som skulle vara en varning om att en rutschbana skulle misslyckas katastrofalt, " sa Handwerger.

Idén gav resultat. Handwerger fann att alla tre stabila rutschbanorna accelererade något efter att vinterns regnperiod började och sedan, när säsongen fortsatte, saktade ner igen och stabiliserades. Detta är deras vanliga årliga mönster. Men efter sensäsongens regn, Mud Creek accelererade igen, öka i hastighet tills dess slutliga kollaps. De andra bilderna gjorde det inte.

"Vi tror att andra snabba upp kan vara en signal av intresse, men vi har bara detta ena fall, ", sa Handwerger. "Eftersom vi nu vet att stabila jordskred i denna region kan misslyckas katastrofalt och vi har bra datatäckning här, vår plan är att övervaka hela denna sträcka av Pacific Coast Highway och leta efter dessa ovanliga hastighetsförändringar. Om vi ​​får tillräckligt med exempel, vi kan börja faktiskt ta reda på mekanismerna som styr detta beteende."

Uppsatsen om forskningen, med titeln "En övergång från torka till extrema nederbörd driver ett stabilt jordskred till ett katastrofalt misslyckande, " publicerades idag i Vetenskapliga rapporter .