NASA-undersøgelse finder, at ekstreme klima påvirker jordskred på overraskende måder

Klimaændringer driver mere flygtige nedbørsmønstre rundt om i verden - meget tørre strækninger præget af storme, der falder store mængder regn eller sne på kort tid. Mens vådere og tørrere perioder kan have visse effekter, der er nemme at forudsige, såsom på vandstanden i søer og floder, afslører en nylig undersøgelse fokuseret på Californien, at de kan påvirke langsomt bevægende jordskred på uventede måder.

Forskerne forventede, at langsomt bevægende jordskred - hvor jorden kryber ned ad bakke kun centimeter til fod på et år - i det knoklede sydlige Californien ville opføre sig anderledes end dem i det regnfulde nordlige Californien, når det udsættes for kraftig nedbør og tørkeforhold. Men det var ikke tilfældet. Undersøgelsesforfatterne fandt ud af, at jordskred i vådere og tørrere områder i Californien viste lignende følsomhed over for ekstreme nedbørsmængder, idet de i gennemsnit bevægede sig hurtigere og længere ned ad bakke i regnfulde perioder sammenlignet med tørkeår.

Vand udløser jordskred, og at vide, hvordan jordskred reagerer på rekordstor tørke eller ekstrem nedbør, kan hjælpe forskerne med bedre at forudsige deres fremtidige adfærd, herunder om nogen kunne kollapse eller fejle katastrofalt. Det overordnede mål er at udvikle en statsdækkende opgørelse over jordskredadfærd, der kan informere et overvågningsnetværk. Mens langsomt bevægende jordskred ikke nødvendigvis udgør en umiddelbar fare for mennesker eller infrastruktur, kan de over tid skade ting som veje og bygninger. Og i nogle tilfælde kan de pludselig kollapse, hvilket er det, der skete med jordskredet i Mud Creek nær Big Sur i 2017.

"Jeg troede, at resultaterne ville være ret forskellige mellem det nordlige og det sydlige Californien," sagde Alexander Handwerger, en jordskredforsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i det sydlige Californien og hovedforfatteren af ​​undersøgelsen, som for nylig blev offentliggjort i Geophysical Research Letters . Hans arbejde indtil dette papir fokuserede på jordskred i det nordlige Californien, så han var ikke sikker på, hvad han ville se, når han så på mere tørre dele af staten.

Overraskende adfærd

Californien er vært for mere end 650 langsomtgående jordskred, og Handwerger og hans kolleger fokuserede på 247 langsomtgående jordskred med et gennemsnitligt areal på 0,2 kvadratkilometer (0,5 kvadratkilometer). De analyserede derefter en delmængde af 38, der adskilte sig i, hvor meget nedbør de modtog, de stentyper, de var lavet af, de miljøer, de forekom i (kystnære versus inde i landet), og om de var i udviklede eller ubebyggede områder. Forskerne så på, hvordan disse jordskred opførte sig fra 2015 til 2020, en periode med store udsving i nedbør:Mens 2017 var det næstvådeste år nogensinde i visse dele af Californien, var 2015 og 2016 usædvanligt tørre år.

De indhentede oplysninger om jordskredbevægelser ved hjælp af data indsamlet af ESA (European Space Agency) Sentinel-1-satellitter. Målingerne blev automatisk behandlet til kort, der viser landbevægelser af JPL-Caltech Advanced Rapid Imaging and Analysis (ARIA) Center for Natural Hazards-projektet. (Caltech, i Pasadena, administrerer JPL for NASA.)

Forskerne vidste, at langsomt bevægende jordskred i vådere dele af staten forblev nogenlunde mættede hele året. De forventede ikke at opdage, at både allerede vandlidende jordskred og deres mere tørre modstykker satte fart og bevægede sig længere ned ad bakke i våde perioder sammenlignet med tørrere tider.

Forudsigelse af fremtiden

At få et bedre greb om, hvorfor jordskred reagerer, som de gør på nedbør eller tørke, kan hjælpe forskerne med at forudsige fremtidige begivenheder som Mud Creek-skredet. Det kollapsede i løbet af et meget vådt år for Californien, hvor lignende jordskred ikke kollapsede. "Vi forsøger at forstå, hvorfor dette sker," sagde Handwerger.

En bedre forståelse af jordskredadfærd kunne gøre det muligt for et overvågningsnetværk, der giver advarsler til lokale og statslige embedsmænd såvel som forskere, at holde øje med et jordskred eller en gruppe af jordskred, der begyndte at virke anderledes. Det kan også hjælpe med at opbygge et varslingssystem for samfund, der er i fare for et jordskred, samt påvirke planlægning i forbindelse med udvikling og infrastruktur.

Nøglen til et sådant overvågningsnetværk er evnen til at udføre omfattende, detaljerede undersøgelser. Og disse er gjort mulige af fremskridt inden for satellitteknologi, som har gjort rumfartøjer som Sentinel-1 i stand til at levere hyppigere, nøjagtige data om ændringer i Jordens overflade over større områder. Forestående missioner som NISAR (en forkortelse for NASA-Indian Space Research Organisation Synthetic Aperture Radar satellit) vil overvåge ændringer i Jordens overflade ved hjælp af en anden radarfrekvens, der bedre kan "se" gennem vegetation sammenlignet med Sentinel-1. Ligesom den mission vil NISAR gøre sine data frit tilgængelige for offentligheden.

Tidskrævende, datatunge analyser bliver også nemmere at udføre på grund af projekter som ARIA og et kommende NASA-sponsoreret projekt kaldet OPERA (eller Observational Products for End-Users from Remote Sensing Analysis). OPERA, der styres af JPL, vil bruge målinger fra missioner som Sentinel-1 og NISAR til at producere dataprodukter, der viser ændringer i Jordens overflade. Disse produkter vil give ressourceforvaltere, føderale agenturer og forskere – blandt andre – detaljerede målinger af store dele af Nord- og Mellemamerika, hvilket fjerner behovet for at bruge tid på at arbejde med dataene i et format, der er egnet til analyse og beslutningstagning. + Udforsk yderligere

Forskere opgraderer den internationale nomenklatur for jordskredgeometri