Jordskred udgør en af de mest ødelæggende geologiske farer i verden i dag. En af hovedårsagerne til dette er på grund af de høje hastigheder, som dias kan nå, op til 160 km/t (100 mph). En anden er det faktum, at disse rutsjebaner kan bære en del affald med sig, der tjener til at forstærke deres ødelæggende kraft.
Tilsammen er dette det, der er kendt som en Debris Flow, en naturlig fare, der kan finde sted i mange dele af verden. En enkelt strøm er i stand til at begrave hele byer og samfund, dække veje, forårsage dødsfald og kvæstelser, ødelægge ejendom og standse al transport. Så hvordan håndterer vi dem?
Definition:
En Debris Flow er dybest set et hurtigt bevægende jordskred, der består af flydende, ukonsolideret og mættet masse, der ligner flydende beton. I denne henseende er de ikke ulige fra laviner, hvor ukonsolideret is og sne fosser ned ad overfladen af et bjerg og bærer træer og sten med sig.
Billeder af en Debris Flow Chute
og depositum taget af Arizona Geological Survey (AZGS). Kredit: azgs.com
En almindelig misforståelse er at forveksle affaldsstrømme med jordskred eller mudderstrømme. I sandhed adskiller de sig ved, at jordskred består af en sammenhængende blok af materiale, der glider hen over overflader. Affaldsstrømme består derimod af 'løse' partikler, der bevæger sig uafhængigt i strømmen.
På samme måde er mudderstrømme sammensat af mudder og vand, mens affaldsstrømme udgøres af større partikler. Alt i alt er det blevet anslået, at mindst 50 % af partiklerne i en affaldsstrøm består af partikler på størrelse med sand eller større (dvs. sten, træer osv.).
Typer af strømme:
Der er to typer affaldsstrømme, kendt som Lahar og Jökulhlaup. Ordet Lahar er indonesisk af oprindelse og har at gøre med strømme, der er relateret til vulkansk aktivitet. En række faktorer kan udløse en lahar, herunder smeltning af glacialis på grund af vulkansk aktivitet, intens nedbør på løst pyroklastisk materiale eller udbrud af en sø, der tidligere var opdæmmet af pyroklastisk eller glacialt materiale.
Jökulhlaup er et islandsk ord, der beskriver strømme, der stammer fra en gletsjerudbrud. I Island er mange sådanne oversvømmelser udløst af sub-glaciale vulkanudbrud, da Island ligger på toppen af den midtatlantiske højderyg. Andre steder er en mere almindelig årsag til jökulløb gennembrud af is- eller moræne-opdæmmede søer.
Affaldsstrømningskanal i Ladakh, nær det nordvestlige indiske Himalaya, produceret i stormene i august 2010. Kredit: Wikipedia Commons/DanHobley
Sådanne brudhændelser er ofte forårsaget af den pludselige kælvning af gletsjeris i en sø, som derefter får en forskydningsbølge til at bryde en moræne eller isdæmning. Nede i dalen af brudstedet kan et jökulhlaup øges meget i størrelse ved at opsamle sediment og vand fra dalen, som det rejser igennem.
Årsager til strømninger:
Affaldsstrømme kan udløses på en række måder. Typisk skyldes de pludselige nedbørsmængder, hvor vand begynder at skylle materiale fra en skråning, eller når vand fjernede materiale fra en nybrændt jordstrækning. En hurtig snesmeltning kan også være en årsag, hvor nysmeltet snevand kanaliseres over en stejl dal fyldt med affald, der er løst nok til at blive mobiliseret.
I begge tilfælde fosser det hurtigt bevægende vand ned ad skråningerne og ind i kløfterne og dalene nedenfor, og tager fart og snavs, når det går ned af dalens vægge. I selve dalen kan måneders bebygget jord og sten samles op og derefter begynde at bevæge sig med vandet.
Efterhånden som systemet gradvist tager fart, opstår der en feedback-loop, hvor jo hurtigere vandet strømmer, jo mere kan det opfange. Med tiden begynder denne væg at ligne beton i udseende, men kan bevæge sig så hurtigt, at den kan plukke kampesten fra gulvene i kløfterne og kaste dem langs strømmens vej. Det er hastigheden og omfanget af disse transporterede partikler, der gør, at et affald flyder så farligt.
Skovrydning (som denne rydning i Sumatra, Indonesien) kan resultere i affaldsstrømme. Kredit: worldwildlife.org
En anden væsentlig årsag til affaldsstrømme er erosion af dampe og flodbredder. Da strømmende vand gradvist får bankerne til at kollapse, kan erosionen skære sig i tykke aflejringer af mættede materialer, der er stablet op mod dalens vægge. Denne erosion fjerner støtte fra bunden af skråningen og kan udløse en pludselig strøm af affald.
I nogle tilfælde stammer affaldsstrømme fra ældre jordskred. Disse kan tage form af ustabile masser, der ligger på toppen af en stejl skråning. Efter at være blevet smurt af en strøm af vand over toppen af det gamle jordskred, kan glidematerialet eller erosionen ved bunden fjerne støtte og udløse en strøm.
Nogle affaldsstrømme opstår som følge af skovbrande eller skovrydning, hvor vegetation brændes eller fjernes fra en stejl skråning. Før dette forankrede vegetationens rødder jorden og fjernede absorberet vand. Tabet af denne støtte fører til ophobning af fugt, hvilket kan resultere i strukturelt svigt efterfulgt af et flow.
Sarychev-vulkanen, (placeret i Ruslands Kuril-øer, nordøst for Japan) i et tidligt stadium af udbrud den 12. juni 2009. Kredit: NASA
Et vulkanudbrud kan lynsmelte store mængder sne og is på flankerne af en vulkan. Denne pludselige strøm af vand kan opsamle aske og pyroklastisk affald, når det flyder ned ad den stejle vulkan og transporterer dem hurtigt nedstrøms over store afstande.
I 1877-udbruddet af Cotopaxi-vulkanen i Ecuador rejste affaldsstrømmene over 300 kilometer ned i en dal med en gennemsnitshastighed på omkring 27 kilometer i timen. Affaldsstrømme er et af de dødelige 'overraskelsesangreb' af vulkaner.
Forebyggelsesmetoder:
Mange metoder er blevet anvendt til at standse eller aflede affaldsstrømme tidligere. En populær metode er at konstruere affaldsbassiner, som er designet til at 'fange' et flow i et forsænket og muret område. Disse er specifikt beregnet til at beskytte jord og vandkilder mod forurening og forhindre nedstrøms skader.
Nogle bassiner er konstrueret med specielle overløbskanaler og skærme, som tillader vandet at sive ud fra strømmen, samtidig med at affaldet holdes på plads, samtidig med at der er mere plads til større genstande. Sådanne bassiner er imidlertid dyre og kræver betydelig arbejdskraft at bygge og vedligeholde; derfor betragtes de som en sidste udvej.
Luftfoto af ødelæggelsen forårsaget af en affaldsstrøm i den venezuelanske by Caraballeda. Kredit: US Geological Survey
I øjeblikket er der ingen måde at overvåge for muligheden for affaldsstrømning, da de kan forekomme meget hurtigt og ofte er afhængige af cyklusser i vejret, som kan være uforudsigelige. Imidlertid udvikles tidlige varslingssystemer til brug i områder, hvor risikoen for affaldsstrømning er særlig høj.
En metode involverer tidlig detektion, hvor følsomme seismografer registrerer affaldsstrømme, der allerede er begyndt at bevæge sig, og alarmerer lokalsamfund. En anden måde er at studere vejrmønstre ved hjælp af radarbilleddannelse til at lave nedbørsestimater - ved hjælp af nedbørsintensitet og varighedsværdier til at etablere en tærskel for, hvornår og hvor en strømning kan forekomme.
Derudover er genplantning af skove på bjergskråninger for at forankre jorden, samt overvågning af bakkede områder, der for nylig har været ramt af naturbrande, en god forebyggende foranstaltning. At identificere områder, hvor affaldsstrømme er sket tidligere, eller hvor de rette forhold er til stede, er også et levedygtigt middel til at udvikle en plan for afbødning af affaldsstrømmen.
Vi har skrevet mange artikler om jordskred til Universe Today. Her er Satellitter kunne forudsige jordskred , Seneste jordskred på Mars , Flere seneste jordskred på Mars , Jordskred og lyse kratere på Ceres afsløret i fantastiske nye billeder fra daggry .
Hvis du vil have mere information om affaldsflow, så tjek ud Visible Earth hjemmeside . Og her er et link til NASAs Jordobservatorium .
Vi har også optaget en episode af Astronomy Cast, der handler om planeten Jorden. Hør her, Afsnit 51: Jorden .
Kilder: