Φανταστείτε μια μάζα 100 εκατομμυρίων τόνων βράχου, χώματος, λάσπης και δέντρων που ολισθαίνουν από ένα βουνό 30 μίλια από μια μεγάλη πόλη και κανείς δεν ξέρει ότι συνέβη μέχρι μέρες αργότερα.
Τέτοια ήταν η περίπτωση που ο Typhoon Morakot έπληξε την Ταϊβάν το 2009, απορρίπτοντας περίπου 100 ίντσες βροχής στις νότιες περιοχές του νησιού μέσα σε 24 ώρες. Γνωστή ως η κατολίσθηση Xiaolin, που ονομάστηκε για το χωριό που χτυπήθηκε και εξαλείφθηκε, το χοντρό χαλί των συντριμμιών που άφησε πίσω θορυβώδη 400 άτομα και έσφιξε ένα κοντινό ποτάμι. Αν και μόνο μια ώρα με το αυτοκίνητο έξω από την πολυσύχναστη πόλη της Ταϊνάν, αξιωματούχοι δεν ήξεραν για την κατολίσθηση για δύο ημέρες.
"Για να είμαστε τόσο κοντά και να μην γνωρίζουμε ότι κάτι καταστροφικό είχε συμβεί είναι απλώς καταπληκτικό", σημειώνει ο Colin Stark, γεωμορφολόγος στο Observatory Earth Lamont-Doherty (LDEO). Αλλά τώρα, η σεισμολογία μας επιτρέπει να αναφέρουμε σε τέτοια γεγονότα σε πραγματικό χρόνο. "Έρευνες που δημοσιεύθηκαν την περασμένη εβδομάδα στην επιστήμη Science by Stark και επικεφαλής συγγραφέας Göran Ekström, ένας σεισμολόγος LDEO, δείχνουν ότι οι επιστήμονες οπλισμένοι με δεδομένα από το παγκόσμιο σεισμογραφικό δίκτυο δεν μπορούν μόνο να εντοπίσουν όπου παρουσιάστηκε μεγάλη κατολίσθηση, αλλά επίσης μπορεί να αποκαλύψει πόσο γρήγορα ταξίδευε η μαζική μάζα, πόσο καιρό έπεσε, τον προσανατολισμό της μέσα στο τοπίο και πόσα υλικά κινήθηκε.
Όλα αυτά μπορούν να γίνουν απομακρυσμένα, χωρίς να επισκεφθεί κανείς την κατολίσθηση. Επιπλέον, μπορεί να γίνει γρήγορα, σε απόλυτη αντίθεση με τις πιο κουραστικές μεθόδους που συνήθως χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση των χαρακτηριστικών μιας κατολίσθησης. Στο παρελθόν, οι επιστήμονες αναγκάστηκαν να περιμένουν τις αναφορές για μια κατολίσθηση για να τους φιλτράρουν, και μόλις ειδοποιηθούν, έψαξαν για φωτογραφίες και δορυφορικές εικόνες της διαφάνειας. Εάν μπορούσαν, συντόνισαν ταξίδια στην κατοικημένη γλώσσα - και μετά το γεγονός - για να εκτιμήσουν τη μάζα του διαταραγμένου βράχου.
Αλλά η νέα μέθοδος δίνει ανίχνευση και χαρακτηρισμό κατολισθήσεων σύμφωνα με το πώς οι επιστήμονες παρακολουθούν σήμερα σεισμούς από μακριά. Ακριβώς όπως τα σεισμομέτρια τρέμουν όταν η ενέργεια από έναν ισχυρό σεισμό πλήττει τις θέσεις τους, επιτρέποντας στους σεισμολόγους να προσδιορίσουν την ακριβή θέση, το βάθος και την κατεύθυνση της ρήξης, καθώς και την ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια του σεισμού και τον τύπο των τεκτονικών πλακών τα σεισμόμετρα μετακινούνται κατά τη διάρκεια μιας κατολίσθησης. Η ανακίνηση δεν είναι οι φρενίτιδες συσπάσεις που συνήθως παρατηρούνται σε σεισμογράφους σεισμών ή εκρήξεων - οι υπογραφές είναι μακρές και συνεχείς.
Ο Ekström και οι συνάδελφοί του έχουν περάσει πολλά χρόνια, χτενίζοντας μέσω σεισμών σεισμικών δεδομένων σε αναζήτηση ασυνήθιστων υπογραφών που δεν μπορούν να εντοπιστούν σε τυπικούς σεισμούς. Προηγουμένως, η δουλειά τους σε σεισμικές υπογραφές σε τεκτονικά νεκρή Γροιλανδία ταξινόμησε ένα νέο είδος ανάδευσης, που ονομάζεται "παγετώδεις σεισμοί". Αλλά η γένεση της πρόσφατης έρευνας για τις κατολισθήσεις μπορεί να ανιχνευθεί πίσω στον Typhoon Morakot.
Αφού η καταιγίδα έπληξε την Ταϊβάν, ο Ekström παρατήρησε κάτι περίεργο σε παγκόσμια σεισμικά γραφήματα - οι κουνουπιές τους έδειξαν ότι ένα σύμπλεγμα γεγονότων, το καθένα με κούνημα που ξεπερνούσε έναν σεισμό μεγέθους 5, είχε συμβεί κάπου στο νησί. "Αρχικά, κανένας άλλος οργανισμός δεν είχε ανιχνεύσει ή εντοπίσει τα τέσσερα γεγονότα που είχαμε βρει, οπότε φάνηκε πολύ πιθανό ότι είχαμε εντοπίσει κάτι ιδιαίτερο", εξήγησε ο Ekström. Λίγες μέρες αργότερα, άρχισαν να χύνονται ειδήσεις σχετικά με τις κατολισθήσεις -περιλαμβανομένου του τέρατος που σάρωσε το Xiaolin-, επιβεβαιώνοντας τις υποθέσεις των επιστημόνων για την πηγή των γεγονότων.
Μια άποψη μέσα στα συντρίμμια της κατολίσθησης Xiaolin της Ταϊβάν. (Φωτογραφία από τον David Petley) Εξοπλισμένοι με σεισμικά δεδομένα από την κατολίσθηση Xiaolin, οι συγγραφείς ανέπτυξαν έναν αλγόριθμο ηλεκτρονικού υπολογιστή για την αναζήτηση εντοπισμένων σεισμικών υπογραφών μεγάλων κατολισθήσεων σε προηγούμενες εγγραφές και όπως συνέβησαν. Μετά τη συλλογή πληροφοριών από τις 29 μεγαλύτερες κατολισθήσεις που σημειώθηκαν σε όλο τον κόσμο μεταξύ του 1980 και του 2012, οι Ekström και Stark άρχισαν να αποικοδομούν τις σεισμικές κυματικές ενέργειες και τα πλάτη για να μάθουν περισσότερα για το καθένα.
Οι κατευθυντήριες αρχές πίσω από τη μέθοδο τους μπορούν να ανιχνευθούν στον τρίτο νόμο κίνησης του Νεύτωνα: για κάθε δράση υπάρχει μια ίση και αντίθετη αντίδραση. "Για παράδειγμα, όταν πέφτει βράχος από ένα βουνό, η κορυφή είναι ξαφνικά πιο ελαφριά", εξηγεί ο Sid Perkins της ScienceNOW . Το βουνό "πηγαίνει προς τα πάνω και μακριά από τον πτώση του βράχου, δημιουργώντας αρχικές κινήσεις εδάφους που αποκαλύπτουν το μέγεθος της κατολίσθησης καθώς και την κατεύθυνση του ταξιδιού".
Αναφερόμενοι σε όλες τις αναλύσεις τους, οι Ekström και Stark διαπιστώνουν ότι ανεξάρτητα από το αν η κατολίσθηση προκλήθηκε από ένα ηφαίστειο ή ένα κοκκινωπό κορεσμένο με βροχή, τα χαρακτηριστικά κατολισθήσεων διέπονται από το μήκος του βουνού που έσπασε για να ξεκινήσει η κατολίσθηση. Αυτή η συνεκτικότητα υποδεικνύει τις μέχρι τώρα αόριστες ευρείες αρχές που καθοδηγούν τη συμπεριφορά κατολίσθησης, η οποία θα βοηθήσει τους επιστήμονες να εκτιμήσουν καλύτερα τους μελλοντικούς κινδύνους και να διακινδυνεύσουν από τις ελλιπείς πλαγιές.
Για όσους μελετούν κατολισθήσεις, το χαρτί είναι σημαντικό για άλλο λόγο. Ο David Petley, καθηγητής στο πανεπιστήμιο Durham του Ηνωμένου Βασιλείου, γράφει στο blog του ότι "έχουμε τώρα μια τεχνική που επιτρέπει την αυτόματη ανίχνευση μεγάλων κατολισθήσεων. Δεδομένου ότι αυτές συμβαίνουν σε πολύ απομακρυσμένες περιοχές, συχνά δεν αναφέρονται. "
Ο Petley, ο οποίος μελετά τη δυναμική των κατολισθήσεων, έγραψε ένα συνοδευτικό κομμάτι στο έγγραφο του Ekström και του Stark, το οποίο επίσης δημοσιεύθηκε στο Science, το οποίο παρέχει μια μικρή προοπτική στα νέα αποτελέσματα. Σημειώνει ότι "η τεχνική επί του παρόντος υπερεκτιμά μεγάλες, γρήγορες κατολισθήσεις κατά τάξη μεγέθους, που απαιτούν σημαντική εργασία, για παράδειγμα, με δορυφορικές εικόνες για να φιλτράρουν τα ψευδώς θετικά συμβάντα. Παρόλα αυτά, ανοίγει το δρόμο για έναν αληθινό παγκόσμιο κατάλογο ροκ χιονοστιβάδων που θα προωθήσει την κατανόηση της δυναμικής των υψηλών ορεινών περιοχών. Μπορεί επίσης να επιτρέψει την ανίχνευση μεγάλων, κατολισθήσεων στην κοιλάδα, σε πραγματικό χρόνο, παρέχοντας ένα σύστημα προειδοποίησης για τις ευάλωτες κοινότητες κατάντη ».
Οι προ- και μετα-απόψεις των γηπέδων που γλίστρησαν το 2010 στο Siachen Glacier στο βόρειο Πακιστάν. (Εικόνα μέσω Science / Ekström και Stark) Η κατανόηση που αποκτήθηκε από τη μέθοδο του Ekström και του Stark είναι εύκολα αντιληπτή σε ένα εντυπωσιακό παράδειγμα κατολίσθησης που σημειώθηκε στο βόρειο Πακιστάν το 2010. Οι δορυφορικές εικόνες της ροής των συντριμμιών, η οποία εξαπλώνεται στις πλευρές του παγετώνα Siachen, υποδεικνύουν ότι το γεγονός προκλήθηκε από ένα, ίσως δύο επεισόδια αποτυχίας πλαγιάς. Ωστόσο, οι Ekström και Stark δείχνουν ότι τα συντρίμμια έπεσαν από επτά μεγάλες κατολισθήσεις κατά τη διάρκεια μερικών ημερών.
"Οι άνθρωποι σπάνια βλέπουν μεγάλες κατολισθήσεις συμβαίνουν. συνήθως βλέπουν μόνο τις συνέπειες ", σημειώνει η Ekström. Αλλά χάρη σε αυτόν και τον συν-συγγραφέα του, οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο μπορούν τώρα να πάρουν γρήγορα μια πρώτη ματιά.
