Kredit:CC0 Public Domain
Klimatförändringarna driver på mer flyktiga nederbördsmönster runt om i världen – mycket torra sträckor som avbryts av stormar som släpper ner stora mängder regn eller snö på kort tid. Medan blötare och torrare perioder kan ha vissa effekter som är lätta att förutsäga, till exempel på vattennivåer i sjöar och floder, visar en nyligen genomförd studie fokuserad på Kalifornien att de kan påverka långsamma jordskred på oväntade sätt.
Forskarna förväntade sig att långsamma jordskred – där land kryper nerför bara centimeter till fot på ett år – i det bentorra södra Kalifornien skulle bete sig annorlunda än de i regniga norra Kalifornien när de utsätts för kraftig nederbörd och torka. Men så var det inte. Studieförfattarna fann att jordskred i fuktigare och torrare regioner i Kalifornien visade liknande känslighet för extrema nederbörd, och rörde sig i genomsnitt snabbare och längre nedför under regniga perioder jämfört med torka år.
Vatten utlöser jordskred, och att veta hur jordskred reagerar på rekordstor torka eller extrema nederbörd kan hjälpa forskare att bättre förutsäga deras framtida beteende, inklusive om något skulle kunna kollapsa eller misslyckas katastrofalt. Det övergripande målet är att utveckla en statlig inventering av skredbeteende som skulle informera ett övervakningsnätverk. Även om långsamma jordskred inte nödvändigtvis utgör en omedelbar fara för människor eller infrastruktur, kan de med tiden skada saker som vägar och byggnader. Och i vissa fall kan de plötsligt kollapsa, vilket är vad som inträffade med jordskredet i Mud Creek nära Big Sur 2017.
"Jag trodde att resultaten skulle vara ganska olika mellan norra och södra Kalifornien", säger Alexander Handwerger, en jordskredforskare vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien och huvudförfattaren till studien, som nyligen publicerades i Geophysical Research Letters . Hans arbete fram till denna tidning fokuserade på jordskred i norra Kalifornien, så han var inte säker på vad han skulle se när han tittade på torrare delar av staten.
Överraskande beteende
Kalifornien är värd för mer än 650 långsamtgående jordskred, och Handwerger och hans kollegor fokuserade på 247 långsamtgående jordskred med en genomsnittlig yta på 0,2 kvadratkilometer (0,5 kvadratkilometer). De analyserade sedan en delmängd av 38 som skilde sig åt i hur mycket nederbörd de fick, vilka bergarter de var gjorda av, i vilka miljöer de förekom (kustnära kontra inland), och om de var i utvecklade eller outvecklade områden. Forskarna tittade på hur dessa jordskred betedde sig från 2015 till 2020, en period med stora svängningar i nederbörd:Medan 2017 var det näst regnigaste året i vissa delar av Kalifornien, var 2015 och 2016 exceptionellt torra år.
De fick information om jordskredrörelser med hjälp av data som samlats in av ESA (European Space Agency) Sentinel-1-satelliter. Mätningarna bearbetades automatiskt till kartor som visar landrörelser av JPL-Caltech Advanced Rapid Imaging and Analysis (ARIA) Center for Natural Hazards-projektet. (Caltech, i Pasadena, hanterar JPL för NASA.)
Forskarna visste att långsamma skred i fuktigare delar av staten höll sig ganska mättade under hela året. De förväntade sig inte att både redan vattensjuka jordskred och deras torrare motsvarigheter ökade och rörde sig längre nedför under våta perioder jämfört med torrare tider.
Förutse framtiden
Att få bättre koll på varför jordskred reagerar som de gör på regn eller torka kan hjälpa forskare att förutsäga framtida händelser som jordskredet i Mud Creek. Det kollapsade under ett mycket blött år för Kalifornien där liknande jordskred inte kollapsade. "Vi försöker förstå varför detta händer," sa Handwerger.
En bättre förståelse för skredbeteende kan göra det möjligt för ett övervakningsnätverk som ger varningar till lokala och statliga tjänstemän, såväl som forskare, att hålla ett öga på ett jordskred eller en grupp av skred som började agera annorlunda. Det kan också hjälpa till med att bygga ett varningssystem för samhällen som är i fara för jordskred, samt påverka planering relaterad till utveckling och infrastruktur.
Nyckeln till ett sådant övervakningsnätverk är förmågan att utföra storskaliga, detaljerade studier. Och de är möjliga genom framsteg inom satellitteknik, som har gjort det möjligt för rymdfarkoster som Sentinel-1 att tillhandahålla mer frekventa, exakta data om förändringar i jordens yta över större områden. Kommande uppdrag som NISAR (förkortning för NASA-Indian Space Research Organization Synthetic Aperture Radar-satellit) kommer att övervaka förändringar på jordens yta med hjälp av en annan radarfrekvens som bättre kan "se" genom vegetation jämfört med Sentinel-1. Liksom det uppdraget kommer NISAR att göra sin data fritt tillgänglig för allmänheten.
Tidskrävande, datatunga analyser blir också lättare att utföra på grund av projekt som ARIA och ett kommande NASA-sponsrat projekt kallat OPERA (eller Observational Products for End-Users from Remote Sensing Analysis). OPERA, som hanteras av JPL, kommer att använda mätningar från uppdrag som Sentinel-1 och NISAR för att producera dataprodukter som visar förändringar på jordens yta. Dessa produkter kommer att ge resurshanterare, federala myndigheter och forskare – bland andra – detaljerade mätningar av stora delar av Nord- och Centralamerika, vilket tar bort behovet av att lägga tid på att bearbeta data till ett format som lämpar sig för analys och beslutsfattande. + Utforska vidare
