Felaket Fiziği: Toprak kaymaları nasıl hareket eder | NSF
Aralık 2017’nin başlarında, Thomas Fire, Güney Kaliforniya’nın yaklaşık 300.000 dönümünü harap etti. Alevlerin yoğun ısısı sadece Montecito’nun yukarısındaki yamaçlardaki ağaçları ve bitkileri öldürmekle kalmadı, aynı zamanda köklerini de buharlaştırdı.
Bir ay sonra, 9 Ocak 2018’in şafaktan önceki saatlerinde, güçlü bir fırtına, beş dakika içinde yarım inçten fazla yağmurla kıraç yamaçları yağdırdı. Köksüz toprak, güçlü bir bulamaca dönüştü, dere oyulmuş bir kanyonu çalkaladı ve dipte yayılıp evlere girmeden önce aceleyle kayaları topladı. Felakette yirmi üç kişi öldü.
Bu trajedi önlenebilir miydi? Katı bir eğimin bir sıvı gibi sızmaya başladığı devrilme noktası nedir? Douglas Jerolmack ve Paulo Arratia liderliğindeki bir ekipten yeni bulgular Pensilvanya Üniversitesi Kaliforniya Üniversitesi’ndeki araştırmacılarla işbirliği içinde, Santa Barbara bu soruları yanıtlamak için en son fizik uygulamalarını yapıyor.
bu ABD Ulusal Bilim Vakfı– sonuçlarını yayınlayan desteklenen araştırmacılar Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler KitabıMontecito çamur kaymalarından alınan numunelerin göçme ve akış davranışının toprağın malzeme özellikleriyle nasıl ilişkili olduğunu belirleyen laboratuvar deneyleri gerçekleştirdi.
Jerolmack, “Bunun olduğunu görmek için orada değildik,” diyor, “ama fikrimiz, ‘Su ve toprak karışımlarının nasıl aktığını ölçerek sağlam bir yamacın sertliğini nasıl kaybettiği süreci hakkında bir şeyler öğrenebilir miyiz? farklı konsantrasyonlarda mı?'”
Bilim adamları, yamaçtan akan çamurun büyük kayaları dere yataklarından evlere kadar – ve bazen de içinden – itecek kadar güçlü olduğu harap olmuş ev kalıntılarından örneklere baktılar.
Numuneleri laboratuvara geri götüren araştırmacıların amacı, çamurun bileşiminin ve akmaya başladığında maruz kaldığı gerilimlerin nasıl etkilendiğini modellemek, bilim adamlarının “sıkışmış durum” dediği maddeye sertlik veren kuvvetlerin üstesinden gelmekti. .”
Grubun çalışması, iş başındaki kuvvetlerle ilgili en son fizik anlayışına dayanıyordu. Bunlar arasında, parçacıklar birbirine sürtündüğü için sürtünme; ince bir su tabakası parçacıkların birbiri üzerinden kaymasına yardımcı oluyorsa yağlama; veya kil gibi yapışkan parçacıklar birbirine bağlanırsa kohezyon.
Orman yangınlarının sıklığı ve yoğunluğu gibi iklim değişikliği etkileri ve yağış olaylarının yoğunluğu birçok bölgede artıyor. Yıkıcı çamur kayması riski ortadan kalkmıyor.
Araştırmacılar, akma gerilimi ve sıkışma durumunun tahmin edilmesine ilişkin yeni bulguların, moloz akışlarını simüle etmek için modellemeye bilgi sağlamaya yardımcı olabileceğini söylüyor. Jerolmack, “Bu kadar şiddetli yağmur yağarsa ve bu tür bir malzemem olursa, ne kadar hızlı ve ne kadar uzağa akar,” diyor.