Forestil dig en masse på 100 millioner ton sten, jord, mudder og træer, der glider ud af et bjerg 30 miles fra en større by, og ingen ved, at det skete før dage senere.
Sådan var tilfældet efter, at Typhoon Morakot ramte Taiwan i 2009 og dumpede omkring 100 tommer regn i de sydlige regioner af øen i løbet af 24 timer. Kendt som Xiaolin-jordskredet, opkaldt efter den landsby, den ramte og udslettet, det tykke tæppe med snavs, som det efterlod, kvalt 400 mennesker og tilstoppede en nærliggende flod. Selvom kun en times kørsel uden for den overfyldte by Tainan, vidste embedsmænd ikke om jordskredet i to dage.
”At være så tæt og ikke vide, at der var sket noget katastrofalt, er bare fantastisk, ” bemærker Colin Stark, en geomorfolog ved Lamont-Doherty Earth Observatory (LDEO). Men nu, "seismologi giver os mulighed for at rapportere om sådanne begivenheder i realtid." Forskning, der blev offentliggjort i sidste uge i Science af Stark og hovedforfatter Göran Ekström, en LDEO-seismolog, viser, at forskere bevæbnet med data fra det globale seismografiske netværk ikke kun kan identificere hvor der opstod et stort skred, men også kan afsløre, hvor hurtigt den rivende masse rejste, hvor længe den løb ud, dens orientering i landskabet og hvor meget materiale bevægede sig.
Alt dette kan gøres eksternt uden at besøge jordskredet. Derudover kan det gøres hurtigt i skarp kontrast til de mere kedelige metoder, der typisk bruges til at estimere karakteristika ved et jordskred. Tidligere var forskere nødt til at vente på rapporter om et jordskred for at filtrere tilbage til dem, og når de var alarmeret, søgte de efter fotos og satellitbilleder af diaset. Hvis de kunne, koordinerede de ture til jordskredet - godt efter begivenheden - for at estimere massen af forstyrret klippe.
Men den nye metode sætter detektion og karakterisering af jordskred i overensstemmelse med, hvordan forskere i øjeblikket sporer jordskælv langvejs fra. Ligesom seismometre ryster, når energi fra et stærkt jordskælv rammer deres placering, hvilket tillader seismologer at bestemme den nøjagtige placering, dybde og retning af brud samt den mængde energi, der frigives under jordskælvet, og typen af fejltektoniske plader, der gled langs, disse samme seismometre bevæger sig under et skred. Omrystningen er ikke de frenetiske ryninger, der typisk ses i seismografer af jordskælv eller eksplosioner - underskrifterne er lange og svage.
Ekström og kolleger har brugt mange år på at kombinere gennem rækkevis af seismiske data på jagt efter usædvanlige underskrifter, der ikke kan spores til typiske jordskælv. Tidligere klassificerede deres arbejde med seismiske signaturer i tektonisk døde Grønland en ny type ryster, kaldet ”isjordskælv.” Men oprindelsen af den nylige forskning på jordskred kan spores tilbage til Typhoon Morakot.
Efter at stormen ramte Taiwan, bemærkede Ekström noget mærkeligt på globale seismiske diagrammer - deres vugger indikerede, at en klynge af begivenheder, hver med rystelser, der oversteg et jordskælv på størrelse 5, havde fundet sted et sted på øen. ”I begyndelsen havde intet andet agentur fundet eller lokaliseret de fire begivenheder, som vi havde fundet, så det virkede meget sandsynligt, at vi havde fundet noget specielt, ” forklarede Ekström. Et par dage senere begyndte nyheder fra jordskred - inklusive monsteret, der fejede gennem Xiaolin - at strømme ind, hvilket bekræftede, hvad forskerne antog om begivenhedernes kilde.
Et udsyn inden for spild af Taiwans Xiaolin-skred. (Foto af David Petley) Udstyret med seismiske data fra Xiaolin-skredet udviklede forfatterne en computeralgoritme til at søge efter kendte seismiske underskrifter af store jordskred i tidligere poster og som de skete. Efter at have indsamlet oplysninger fra de 29 største jordskred, der opstod rundt omkring i verdenen mellem 1980 og 2012, begyndte Ekström og Stark at dekonstruere seismiske bølgeenergier og amplituder for at lære mere om hver enkelt.
De vejledende principper bag deres metode kan spores til Newtons tredje bevægelseslov: for hver handling er der en lige og modsat reaktion. ”For eksempel, når klippefald falder ned fra en bjergside, er toppen pludselig lettere, ” forklarer Sid Perkins fra ScienceNOW . Bjerget "springer opad og væk fra det faldende klippe og genererer indledende jordbevægelser, der afslører størrelsen på jordskredet såvel som dets kørselsretning."
Ekström og Stark ser på tværs af alle deres analyser, at uanset om jordskredet blev udløst af en vulkan eller en skarp mættet med regnvand styres skredegenskaber af længden af bjergsiden, der brød af for at starte jordskredet. Denne konsistens antyder hidtil undgåelige brede principper, der styrer jordskredets adfærd, hvilket vil hjælpe forskere med bedre at vurdere fremtidige farer og risiko for svigtende skråninger.
For dem, der studerer jordskred, er papiret vigtigt af en anden grund. David Petley, en professor ved det britiske Durham University, skriver i sin blog, at “vi har nu en teknik, der tillader, at store jordskred automatisk registreres. I betragtning af at disse har tendens til at forekomme i meget fjerntliggende områder, forekommer de ofte ikke rapporteret. ”
Petley, der studerer jordskredsdynamik, skrev et ledsagende stykke til Ekströms og Starks papir, også udgivet i Science, der giver et lidt perspektiv til de nye resultater. Han bemærker, at ”teknikken i øjeblikket overdetekterer store, hurtige jordskred i en størrelsesorden, hvilket kræver betydelig arbejde, f.eks. Med satellitbilleder for at filtrere de falsk-positive begivenheder. Ikke desto mindre åbner det vejen for et ægte globalt katalog over lavine, der vil fremme forståelsen af dynamikken i høje bjergområder. Det kan også muliggøre realtidsregistrering af store, dalblokkerende jordskred, der giver et advarselssystem for sårbare samfund nedstrøms. ”
For- og efterudsigt over landskred, der gled i 2010 på Siachen Glacier i det nordlige Pakistan. (Billede via Science / Ekström og Stark) Den indsigt, der blev opnået ved Ekströms og Starks metode, ses let i et slående eksempel på et jordskred, der opstod i det nordlige Pakistan i 2010. Satellitbilleder af affaldsstrøm, der er spredt på flankerne på Siachen-gletsjeren, antyder, at begivenheden blev udløst af en, måske to episoder med hældningsfejl. Ekström og Stark viser imidlertid, at affaldet gled fra syv store jordskred i løbet af et par dage.
”Folk ser sjældent, at store jordskred forekommer; de ser typisk kun eftervirkningerne, ”bemærker Ekström. Men takket være ham og hans medforfatter kan forskere over hele verden nu hurtigt få et første blik.
