Τον περασμένο μήνα, ο Πρόεδρος Donald Trump έλαβε μέτρα για να επιτύχει μια καμπάνια υπόσχεσης να μετατρέψει τον υπάρχοντα συνοριακό φράκτη των Ηνωμένων Πολιτειών σε ένα "μεγάλο, όμορφο" τείχος. Στις 25 Ιανουαρίου, ο Λευκός Οίκος εξέδωσε μια εκτελεστική εντολή που αναγγέλλει τη δημιουργία ενός "ασφαλούς, συνεχούς και αδιάβατου φυσικού φραγμού ... για την πρόληψη της παράνομης μετανάστευσης, της εμπορίας ναρκωτικών και ανθρώπων και των τρομοκρατικών ενεργειών". Τώρα, το γραφείο που έχει επιφορτιστεί με την επιβολή των κανονισμών των συνόρων - προσπαθεί να καταστήσει την εντολή αυτή μια συγκεκριμένη πραγματικότητα.
Ο σημερινός φράκτης αποτελείται από περίπου 650 μίλια ανόμοιων τμημάτων, κατασκευασμένα από συνδυασμό χαλύβδινων στύλων και σιδηροτροχιών, μεταλλικών φύλλων, συνδέσμων αλυσίδων, φραγμών οχημάτων και συρματόπλεγμα. Η αντικατάσταση αυτού του φράχτη με αυτό που έχει περιγραφεί ως δομή σκυροδέματος 20 έως 50 ποδιών που θα διασχίσει 1.000 από τα 2.000 μίλια των συνόρων των ΗΠΑ με το Μεξικό δεν θα είναι εύκολο. Εκτός από την αντιμετώπιση μιας προτεινόμενης δίκης του Μεξικού και την πλοήγηση στην ιδιωτική ιδιοκτησία πολλών από τα εδάφη του Τέξας, υπάρχει μια άλλη ανησυχία λίγες έχουν ασχοληθεί λεπτομερώς: γεωλογία.
Σε σύγκριση με την οικοδόμηση ενός μαρμάριου παλατιού ή μιας ψηλοτάπητας εκκλησίας, η ανέγερση ενός τοίχου μπορεί να φαίνεται σχετικά απλή. Δεν είναι. (Απλά ρωτήστε τους Κινέζους, των οποίων το Σινικό Τείχος χρειάστηκε 2.000 χρόνια για να οικοδομήσουν και απέτυχαν να κρατήσουν τους εισβολείς.) Αν και τα περισσότερα σχέδια τοίχων είναι αρκετά απλά, οι οικοδόμοι πρέπει να προσαρμοστούν σε ένα ευρύ φάσμα πεδιάδων, εξηγεί ο Gary Clendenin, ανώτερος υδρογεωολόγος στο ICF. Τα νότια σύνορα των ΗΠΑ περιέχουν μόνο ερήμους, υγρότοπους, λιβάδια, ποτάμια, βουνά και δάση - τα οποία δημιουργούν τεράστια διαφορετικά προβλήματα για τους οικοδόμους.
"Το μήκος αυτού του αντικειμένου παρουσιάζει προκλήσεις που απλώς δεν αναλαμβάνονται συνήθως σε ένα κατασκευαστικό έργο", λέει ο Clendenin.
Μπορούν αυτά τα εμπόδια να ξεπεραστούν; Το Smithsonian.com ζήτησε από δύο επιστήμονες, έναν γεωφυσικό και έναν υδρογεωλογικό, οι γεωλογικοί παράγοντες που θα πρέπει να λάβουν υπόψη οι κατασκευαστές του τοίχου για να μπορέσουν να εκτελέσουν αυτό το φιλόδοξο έργο.
Περίπου 650 μίλια από διαφορετικά τμήματα φράχτη στέκονται κατά μήκος των σχεδόν 2.000 μιλίων σύνορα μεταξύ των ΗΠΑ και του Μεξικού. Πολλά τμήματα, όπως αυτά που παρουσιάζονται παραπάνω, εξακολουθούν να επιτρέπουν κάποια επικοινωνία πέρα από τα σύνορα. (Brian Auer / Alamy Stock Photo) Εξετάζοντας την κατάσταση
Ο πύργος της Πίζας ποτέ δεν είχε σκοπό να κλίνει. Χτισμένο μεταξύ του 1173 και του 1370, η δομή εκτός κατόπτρου ήταν τοποθετημένη σε ύψος περίπου 30 ποδιών από πρόστιμα ιζήματα ποταμών που υποκλίνονταν από ένα στρώμα αρχαίου θαλάσσιου πηλού. Όμως, καθώς οι οικοδόμοι συνένωναν τους τόνους του μαρμάρου, τα ιζήματα του ποταμού δεν συμπιέστηκαν ομοιόμορφα. Έτσι, το 1178, όταν ολοκλήρωσαν την εργασία τους στην τρίτη ιστορία, ο πύργος είχε ήδη αποκτήσει τη χαρακτηριστική κλίση του.
Η ιταλική κυβέρνηση έχει δαπανήσει από τότε εκατομμύρια δολάρια για να βεβαιωθεί ότι αυτό το αγαπημένο ορόσημο δεν ανατρέπεται. Τέτοιες διαρθρωτικές αποτυχίες χρησιμεύουν ως υπενθύμιση ότι, ενώ οι πρόγονοί μας κατάφεραν να δημιουργήσουν με επιτυχία πολλά εντυπωσιακά επιτεύγματα, «δεν μένουν αναγκαστικά σε όρθια θέση», σύμφωνα με τα λόγια του γεωφυσικού πεδίου Mika McKinnon. Για να παρακάμψουν αυτά τα προβλήματα σήμερα, οι σύγχρονοι οικοδόμοι έχουν προσθέσει ένα σημαντικό βήμα στη διαδικασία κατασκευής: την τοπογραφία. Αν και χρονοβόρα, αυτό το βήμα είναι κρίσιμο για να διασφαλιστεί ότι η προκύπτουσα δομή μπορεί να παραμείνει σε θέση στην terra firma για τα επόμενα χρόνια.
Πριν από την τοποθέτηση ενός ενιαίου τούβλου, ομάδες επιστημόνων συναρμολογούνται στη σκηνή για να διερευνήσουν μια λιτανεία των λεπτομερειών, από το βάθος του βράχου έως τη χημεία του εδάφους. Στην περίπτωση του τοίχου των συνόρων, θα έπρεπε να διασχίσουν ολόκληρη την προτεινόμενη διαδρομή, δουλεύοντας σε τμήματα για να αξιολογήσουν την περιοχή, να συλλέξουν δεδομένα, να αναπτύξουν σχέδια. (Αυτή η αναγκαιότητα καθιστά την διαδικασία της ανέγερσης τοίχων - ειδικά αυτών που εκτείνεται σε χιλιάδες μίλια - πιο προκλητική από την κατασκευή, για παράδειγμα, ενός ουρανοξύστη 95 ιστοριών).
"Πολύ ειλικρινά, αυτό θα χρειαζόταν χρόνια, " λέει ο Clendenin, ο οποίος ειδικεύεται σε γραμμικά έργα όπως οι σιδηρόδρομοι και οι δρόμοι. McKinnon συμφωνεί. Ένα έργο στο οποίο εργάστηκε, τρία χιλιόμετρα τμημάτων αγωγών, βρίσκεται τώρα στο πέμπτο έτος των επιτόπιων ερευνών.
Ωστόσο, η διαταγή του Trump φαίνεται να επιτρέπει μόνο έξι μήνες για όλες τις προσπάθειες τοποθέτησης και προγραμματισμού. Μέσα στον μακρύ κατάλογο των απαιτούμενων βημάτων, η εκτελεστική του διαταγή αναφέρει:
"Να εκπονηθεί μια ολοκληρωμένη μελέτη για την ασφάλεια των νότιων συνόρων, η οποία θα ολοκληρωθεί εντός 180 ημερών από την παραγγελία αυτή, η οποία θα περιλαμβάνει την τρέχουσα κατάσταση της ασφάλειας στα νότια σύνορα, όλες τις γεωφυσικές και τοπογραφικές πτυχές των νότιων συνόρων, τους αναγκαίους πόρους για την επίτευξη πλήρους επιχειρησιακού ελέγχου στα νότια σύνορα και μια στρατηγική για την απόκτηση και διατήρηση πλήρους επιχειρησιακού ελέγχου στα νότια σύνορα ".
Όταν έρχεται σε επαφή με το Smithsonian.com, ο Οργανισμός Τελωνείων και Προστασίας των Συνόρων αρνήθηκε να σχολιάσει το τρέχον χρονοδιάγραμμα για τον τοίχο, λέγοντας σε ένα ηλεκτρονικό ταχυδρομείο ότι «θα ήταν κερδοσκοπικό να απευθυνθούμε στις ερωτήσεις που ζητάτε σε αυτό το σημείο». για τους οποίους μίλησαν οι Smithsonian.com επιστήμονες, δεν πρόκειται να εξελιχθεί σύντομα.
...
Μετάβαση στο Bedrock
Η προϊστορική πόλη της Πέτρας αποτελεί πρωταρχικό παράδειγμα αρχαίας γεωλογικής προοπτικής. Περίπου τον 4ο αιώνα π.Χ., οι κάτοικοι της Πέτρας σμιλεύονται τη βάση για αυτή τη φορά-θορυβώδη εμπορική πόλη κατευθείαν στο τραχιά ροζ και μαύρισμα ψαμμίτη βράχια μεταξύ της Ερυθράς Θάλασσας και της Νεκράς Θάλασσας. Αν και οι άνεμοι και η βροχή απειλούσαν να διαβρώσουν τη δομή από την κορυφή προς τα κάτω, η ριζωμένη ρίζα της στο βράχο - ο στερεός βράχος που βρίσκεται κάτω από τα χαλαρά στρώματα της γης - κράτησε αυτή τη δομή ψηλά για χιλιάδες χρόνια.
Τέτοια γείωση στο υπόστρωμα είναι ένα βασικό χαρακτηριστικό κατά την οικοδόμηση μιας μεγάλης δομής, λέει ο McKinnon. Για κάτι τόσο εκτεταμένο όσο ένα τοίχωμα 1.000 μιλίων που στέκεται πάνω από 20 πόδια ψηλό, οι οικοδόμοι θα χρειαστεί να αγκυροβολήσουν το όλο θέμα κάτω από την επιφάνεια στο υποκείμενο βράχο αν θέλουν να παραμείνει όρθιος.
Το πρόβλημα είναι, να πάρει στο υπόβαθρο μπορεί να είναι ένα ντόπιο. Τα μεγάλα περιγράμματα των συνόρων χαρακτηρίζονται από μια βαριά στρώση από χαλαρά ιζήματα - βρωμιά, εδάφη, άμμο πάνω από το βράχο. Σε ορισμένες περιοχές το βράχο είναι εκατοντάδες αν όχι χιλιάδες πόδια κάτω. "Κάποια μέρη του βράχου θα είναι πάρα πολύ βαθιά - ποτέ δεν θα μπορείτε ποτέ να φτάσετε στο υπόστρωμα με προσιτό τρόπο", λέει ο McKinnon.
"Αυτό είναι εντάξει αν θέλετε να [οικοδομήσουμε] ένα μικροσκοπικό σπίτι επειδή απλά το έχετε επιπλέει στην ίδρυσή της", προσθέτει.
Αλλά εάν χτίζετε μια μεγα-κατασκευή, "έχετε ένα πρόβλημα", λέει.
Ο περίβολος που διασχίζει τους αμμόλοφους Algodones στην Καλιφόρνια είναι ειδικής κατασκευής για να φιλοξενήσει το συνεχώς μεταβαλλόμενο περιβάλλον αμμόλοφων. Οι στενοί ορθοστάτες ύψους 15 ποδιών "επιπλέουν" πάνω από την άμμο και μπορούν να μετακινηθούν κάθετα καθώς μετατοπίζονται οι αμμόλοφοι. (Πατρίδα Συνόρων των Ηνωμένων Πολιτειών, Τμήμα Εσωτερικής Ασφάλειας) Αυτό δεν σημαίνει ότι η οικοδόμηση της άμμου είναι αδύνατη. Αλλά για να κατασκευάσουν τέτοιες δομές με ασφάλεια, οι γεωφυσικοί πραγματοποιούν σήμερα εκτεταμένες σεισμικές έρευνες για να καταλάβουν τι βρίσκεται κάτω. Για να δημιουργήσουν αυτές τις εικόνες, εγκαθιστούν σειρές ακουστικών γεωδαιφών, τα οποία είναι τρισδιάστατα μικρόφωνα που ανιχνεύουν μικροσκοπικούς κραδασμούς του εδάφους, μετατρέποντάς τα σε ηλεκτρικό σήμα. Στη συνέχεια, κάνουν ένα μεγάλο θόρυβο, συχνά προκαλώντας έκρηξη ή χρησιμοποιώντας ένα βαρύ βάρος για να χτυπήσει το έδαφος. Τα γεωφωνα καταγράφουν τη διάσπαση και την αντανάκλαση των δονήσεων για να απεικονίσουν τις υπόγειες δομές και να υπονομεύσουν τα προβλήματα που μπορεί να βρεθούν κάτω από την επιφάνεια.
Ο McKinnon αντιμετώπισε ένα από αυτά τα προβλήματα από πρώτο χέρι κατά τη διάρκεια κατασκευής ενός υδροηλεκτρικού φράγματος που προοριζόταν να χτιστεί σε μια κοιλάδα που είχε μήκος περίπου ένα μίλι. Η ομάδα πραγματοποίησε όλες τις σωστές έρευνες της περιοχής και ανακάλυψε ότι κάτω από το ποτάμι τους βρισκόταν ένα δεύτερο κανάλι θάβεται στη βρωμιά. "Αν δεν το βρήκαμε και προσπαθήσαμε να φτιάξουμε το φράγμα μας, τότε το νερό θα είχε διαβρώσει ακριβώς αυτό το παλιό κανάλι κάτω και θα είχαμε ένα ποτάμι κάτω από το φράγμα μας", λέει.
Υπάρχουν δύο επιλογές για την αντιμετώπιση τέτοιων προβλημάτων με ιζήματα: συμπυκνώστε το ίζημα και προσθέστε μια βαθύτερη βάση. Για έναν τοίχο περίπου 20 πόδια ψηλό, το θεμέλιο πρέπει να εκτείνεται έξι έως οκτώ πόδια κάτω από την επιφάνεια, λέει ο Clendenin. Όλα αυτά τα βήματα είναι δαπανηρά και χρονοβόρα. Αλλά σκουπίστε σε οποιονδήποτε από αυτούς, και "παίρνετε την κατάσταση του Leaning-Tower-of-Pisa", λέει ο McKinnon.
Φυσικά, πολλές σύγχρονες περιφέρειες δεν διαθέτουν τους οικονομικούς πόρους για να κάνουν τέτοιες έρευνες και να κατασκευάσουν βαθιά θεμέλια. Οι πόλεις της Καμπανίας, στην Ιταλία, είναι χτισμένες στην κορυφή χαλαρά ιζήματα που είναι επιρρεπή σε ολίσθηση - μια κατάσταση που επιδεινώνεται από την τοπική σαφή κοπή της βλάστησης και την άναρχη κατασκευή, που συνήθως δεν διαθέτει επαρκή θεμέλια. Αυτοί οι παράγοντες τους αφήνουν ευάλωτους στις ιδιοτροπίες της γεωλογίας της περιοχής τους: Το 1998, όταν μια λάσπη επικράτησε στην πόλη, τα σπίτια τσακώνονται κάτω από το βάρος και την κίνηση της λάσπης, αφήνοντας τουλάχιστον 95 νεκρούς.
...
Dirty Drama
"Κάτι υπάρχει που δεν αγαπάει έναν τοίχο / Αυτό στέλνει το παγωμένο-έδαφος-πρήξιμο κάτω από αυτό", ξεκινά το ποίημα του Ρόμπερτ Φρόστη "Τοίχος επιδιόρθωσης". Ο Frost ίσως δεν ήταν γεωλογικός επιθεωρητής, αλλά πήρε ένα πράγμα σωστό: Όταν πρόκειται για την κατασκευή τοίχων, το πρήξιμο του εδάφους είναι ένας μεγάλος πονοκέφαλος. Γι 'αυτό, αφού οι επιθεωρητές τελειώσουν εκτιμώντας το είδος του βράχου και της γης, θα χτίσουν πάνω, αρχίζουν να μελετούν τη βρωμιά.
Τα ιζήματα, ιδιαίτερα σε πλούσια σε πηλό υλικά, μπορούν να πάρουν νερό, διογκώνοντας σαν σφουγγάρι σε ένα μπολ με νερό. Οι κύκλοι που προκύπτουν από το πρήξιμο και τη συρρίκνωση κατά τη διάρκεια υγρών και ξηρών περιόδων μπορούν να σπάσουν την ίδρυση των δομών. Και αυτοί οι τύποι εδαφών είναι συνηθισμένοι σε πολλά κράτη όπου θα κατασκευαστεί ο τοίχος των συνόρων, συμπεριλαμβανομένου του Τέξας και μερών του Νέου Μεξικού. Στην πραγματικότητα, περίπου οι μισές αμερικανικές κατοικίες είναι χτισμένες σε εδάφη που αναπτύσσονται σημαντικά και σχεδόν οι μισοί από αυτούς υφίστανται ζημιά ετησίως λόγω του εδάφους, σύμφωνα με την Αμερικανική Εταιρεία Πολιτικών Μηχανικών.
Η βρωμιά μπορεί επίσης να τρώει το σύστημα στήριξης του τοίχου. Τα εδάφη που είναι φυσικά όξινα ή έχουν υψηλά επίπεδα χλωριούχου μπορούν να υποβαθμίσουν γρήγορα τα πλούσια σε σίδηρο μέταλλα, λέει ο McKinnon. Αυτά τα εδάφη θα μπορούσαν να "διαβρώσουν οτιδήποτε, ας πούμε, ωραίο μεγάλο μεταλλικό οπλισμό που βάζετε εκεί για να σταθεροποιήσετε το ίδρυμά σας", λέει. Άλλα εδάφη έχουν μεγάλη ποσότητα θειικών αλάτων, μια ένωση που βρίσκεται στο κοινό ορυκτό γύψο που διασπά τόσο τα μέταλλα όσο και το σκυρόδεμα. Τα εδάφη πλούσια σε θειικά άλατα είναι κοινά σε αυτά που είναι γνωστά ως τα εδάφη του Trans-Pecos κατά μήκος των συνόρων στο νοτιοδυτικό τμήμα του Τέξας.
Η συντήρηση μιας τέτοιας μακράς δομής είναι προκλητική. Και ακόμα κι αν μπορεί να κατασκευαστεί ένας τέτοιος τοίχος, το μέγεθος του προϋπολογισμού που είναι απαραίτητο για να παραμείνει σταθερό παραμένει ασαφές. (Kevin Foy / Alamy Stock Photo) "Θα συναντήσετε εκατοντάδες, αν όχι χιλιάδες, διαφορετικών τύπων εδάφη κατά μήκος [τόσο μακράς] γραμμικής οδού", λέει ο Clendenin. (Στην πραγματικότητα, υπάρχουν πάνω από 1.300 είδη εδάφους στο Τέξας και μόνο.) Και πολλά από αυτά τα εδάφη δεν πρόκειται να είναι ο σωστός τύπος για να χτιστούν στην κορυφή. Σε αυτό το σημείο, οι μελλοντικοί κατασκευαστές τοίχων έχουν δύο επιλογές: Περάστε περισσότερο χρόνο και χρήματα ανασκάπτοντας τα υπάρχοντα εδάφη και αντικαταστήστε τα με βρωμιά - ή αποφύγετε την περιοχή εντελώς.
Ένα πράγμα όμως που δεν μπορούν πάντα να αποφευχθούν είναι οι περιοχές που κινδυνεύουν από σεισμούς και πλημμύρες. Οι ποταμοί διατρέχουν ένα μεγάλο τμήμα των συνόρων μεταξύ ΗΠΑ και Μεξικού, γεγονός που μπορεί να δημιουργήσει έναν πολύ πραγματικό κίνδυνο πλημμύρας. Το κτίριο δίπλα σε ποτάμια μπορεί επίσης να παρουσιάσει απροσδόκητα νομικά ζητήματα: Η συνθήκη του 1970 απαιτεί να παραμείνει ο φράκτης από τον ποταμό Rio Grande, ο οποίος οριοθετεί τα σύνορα Τέξας-Μεξικού. Εξαιτίας αυτού, ο σημερινός φράκτης διασχίζει την ιδιοκτησία του γαιοκτήμονα του Τέξας και έχει κενά για να επιτρέψει στους ιδιοκτήτες γης να περάσουν.
Οι σεισμοί είναι επίσης σχετικά συχνές στις δυτικές ΗΠΑ. Ανάλογα με την κατασκευή, μερικοί από αυτούς τους τρόμπλους θα μπορούσαν να προκαλέσουν ρωγμές ή θραύσεις στον τοίχο, λέει ο McKinnon. Ένα παράδειγμα είναι ο σεισμός μεγέθους 7, 2 που έπληξε το 2010 κοντά στο σύνορο Καλιφόρνια-Μεξικό, σύμφωνα με τον Austin Elliott, μεταδιδακτορικό φοιτητή στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, η έρευνα του οποίου επικεντρώνεται στην ιστορία των σεισμών. "Εάν υπήρχε ένας τοίχος στο El Centinela [ένα βουνό στο βόρειο Μεξικό] θα είχε αντισταθμιστεί", γράφει ο Elliott στο Twitter.
...
Ακόμη και αν έχουν ολοκληρωθεί όλες οι σωστές έρευνες και τα πλαίσια ελέγχονται, η επιτυχία δεν είναι εγγυημένη. "Υπάρχουν τόσα πολλά πράγματα που πρέπει να γίνουν προτού ακόμα φτυαρίσετε την πρώτη σκιά βρωμιάς", λέει ο Clendenin.
Παρά τα σύγχρονα εργαλεία τοποθέτησης και τον προσεκτικό προγραμματισμό, η γη θα σας εκπλήξει, προσθέτει ο McKinnon. "Αυτό το μέρος που θεωρήσατε ότι ήταν βαρετό και απλό και εύκολο να προβλεφθεί είναι πραγματικά πολύ περίπλοκο", λέει. "Κοιτάξτε κάθε μεγάλη ανασκαφή για ένα σύστημα μετρό, οποιαδήποτε μεγάλη κατασκευή γέφυρας, οποιοδήποτε μεγάλο συγκρότημα πύργου? όλοι είχαν προηγουμένως έντονες έρευνες, εκτεταμένες φάσεις σχεδιασμού και έπρεπε να τροποποιηθούν ενώ οικοδομήθηκαν ».
Μετά την ανακοίνωση της εκτελεστικής εντολής του Trump, ο McKinnon πήρε στο Twitter για να αφήσει μια υπενθύμιση για τις συνέπειες της υποτίμησης της Γης. "Η Γη δεν συγχωρεί", έγραφε. Πρόσθεσε σε μια συνέντευξη: "Αγνοήστε τη γεωλογία σε κίνδυνο σας".
