Verdens største bølger:Hvordan klimaforandringer kan udløse store jordskred og mega-tsunamier

For godt 60 år siden, en kæmpe bølge skyllede over det smalle indløb i Lituya Bay, Alaska, banker skoven ned, synker to fiskerbåde og kræver to liv.

Et nærliggende jordskælv havde udløst et stenskred i bugten, pludselig fortrænger massive mængder vand. Den store jordskred tsunami nåede en højde på mere end 160 meter og forårsagede en opløb (den lodrette højde, som en bølge når op ad en skråning) på 524 meter over havets overflade. For perspektiv, forestil dig opløbet til omtrent højden af ​​CN Tower i Toronto (553 meter) eller One World Trade Center i New York City (541 meter).

Store jordskred, ligesom den, der ramte Lituya Bay i 1958, er blandinger af sten, jord og vand, der kan bevæge sig meget hurtigt. Når et jordskred rammer en vandmasse, det kan generere bølger, især i bjergrige kystområder, hvor stejle skråninger møder en fjord, sø eller reservoir. Selvom mega-tsunamier ofte er sensationelle i nyhederne, virkelige og videnskabeligt dokumenterede begivenheder motiverer til ny forskning.

I slutningen af ​​juli, et jordskælv på 7,8 i nærheden af ​​Perryville, Alaska, udløste en tsunamivarsel for det sydlige Alaska, Aleutian Islands og Alaskan -halvøen. Og forskere advarede for nylig om, at en tilbagetrækende gletscher i en fjord i Prince William Sound, Alaska, havde forhøjet risikoen for jordskred og tsunami i et populært fiskeri- og turismeområde ikke langt fra byen Whittier.

Internationale forskningsbestræbelser er i øjeblikket i gang for bedre at forstå disse store naturfarer. Dette er kritisk vigtigt, da klimaændringer kunne bidrage til at øge antallet og størrelsen af ​​disse begivenheder.

Seneste kæmpe bølge begivenheder

Udløst af enten et jordskælv eller højere end normal nedbør, endnu et massivt jordskred skete i Alaska i 2015. Denne var i Taan Fiord, 500 kilometer øst for Anchorage. Denne begivenhed var så stærk, det frigav en enorm mængde energi og registreret som et jordskælv på 4,9, omtrent lig med eksplosionskraften på 340 tons TNT.

Jordskredets indvirkning i vandet var så stærk, at det genererede seismiske signaler, der blev opdaget på overvågningsstationer i USA og rundt om i verden. Påvirkningen genererede en bølge med en opløb på 193 meter. Heldigvis, området er fjerntliggende, og ingen blev dræbt.

Imidlertid, jordskredet 2017 i Karrat Fjord, Grønland, var dødbringende. Det genererede en 90 meter høj tsunami på nedslagsstedet. Denne bølge spredte sig 30 kilometer til samfundet Nuugaatsiaq, udslette det og dræbe fire mennesker. Andre større jordskredbølger har for nylig fundet sted i Norge og British Columbia.

Tsunamier genereres også af andre mekanismer, herunder jordskælv, vulkansk kollaps og ubådsskred. Jordskælv kan udløse massive ubådsskred, som har vist sig at være store bidragydere til den maksimale tsunami-opløb. Dette skete, da jordskælv ramte Japan i 2011 og New Zealand i 2016, resulterer i opløb på 40 meter og syv meter i hvert tilfælde.

Forudsiger bølgestørrelse

Store tsunamier af jordskred er vanskelige eller umulige at måle i marken. De forekommer typisk i bjergrige områder med meget stejle skråninger, og derfor er de normalt langt fra storbyer. Geologer har dokumenteret mange af tilfældene ved at kortlægge de opløbende højder eller aflejringer af træer og klipper, der er skyllet ud af skråninger efter disse begivenheder, som i Taan Fjord.

Men disse naturfarer udgør en stor trussel mod samfundet. Hvad hvis et jordskred i et reservoir skaber en bølge, der overhaler en dæmning? Dette skete i 1963 i Vajont, Italien, dræber mere end 2, 000 mennesker, der levede nedstrøms.

En bedre forståelse af, hvordan jordskred genererer bølger, er afgørende. Eksperimentelle undersøgelser er en måde at få indsigt i disse bølger. Laboratorieundersøgelser har ført til empiriske ligninger for at forudsige størrelsen af ​​tsunamier af jordskred.

Nyere forskning med detaljerede målinger ved hjælp af højhastigheds-digitalkameraer hjælper med at bestemme kontrollerne af jordskredsejendomme på generering af bølger. Dette har ført til ny forskning på Queen's University, der har forbedret den teoretiske forståelse af, hvordan jordskred overfører momentum til vand og genererer bølger.

Bølgestørrelsen afhænger af tykkelsen og hastigheden af ​​objektglasset ved stød. Formen på disse bølger kan nu forudsiges, og sammen med bølgeamplituden (afstanden fra hvile til kam), og bruges som input til computermodeller til bølgeudbredelse og fuld simulering af skredbølgegenerering. Disse modeller kan hjælpe med at forstå og forudsige bølgernes adfærd i laboratorieskalaen og på markskalaen i kystmiljøer.

Tidligere og fremtidige begivenheder

Siden 1900 har der har været otte bekræftede massive bølgehændelser, hvor store jordskred har genereret bølger, der er større end 30 meter høje. To af disse førte til over 100 dødsfald i Norge i 1930'erne. Af disse otte store begivenheder, fire er sket siden 2000.

Imidlertid, andre begivenheder med mindre bølger har ødelagt mere befolkede kyster. For eksempel, kollapset af Anak Krakatau -vulkanen i 2018 genererede en tsunami på Indonesiens kyst, der forårsagede over 400 tilskadekomne og store infrastrukturskader.

Vil der ske flere af disse begivenheder i fremtiden? Klimaændringer kan påvirke hyppigheden og størrelsen af ​​disse naturfarer.

Et opvarmningsklima ændrer bestemt nordlige og alpine miljøer på mange måder. Dette kan omfatte optøning af permafrost, tilbagetrækning af gletsjere og isbjerget kalving, hyppigere fryse-tø-cykler og øget nedbør eller andre hydrauliske udløsere. Alle disse kan bidrage til at destabilisere klippeskråninger og øge risikoen for et større jordskred i vand.

Disse naturfarer kan ikke forhindres, men skader på infrastruktur og befolkninger kan minimeres. Dette kan opnås ved videnskabelig forståelse af de fysiske processer, stedsspecifik ingeniørrisikoanalyse og kyststyring af farlige områder.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.