Kuvittele 100 miljoonan tonnin massa kiviä, maaperää, mutaa ja puita liukumassa vuorelta 30 mailin päässä suuresta kaupungista, eikä kukaan tiedä, että se tapahtui vasta päiviä myöhemmin.
Näin oli tilanteessa, kun typhoon Morakot iski Taiwaniin vuonna 2009 ja kaatoi noin 100 tuumaa sadetta saaren eteläosiin 24 tunnin kuluessa. Se tunnetaan nimellä Xiaolinin maanvyörymä, joka on nimetty kylästä, johon se osui ja hävitettiin. Sen jättämä paksu roskien matto tukahdutti 400 ihmistä ja tukkii lähellä olevan joen. Vaikka vain tunnin ajomatkan päässä tungosta Tainanista, virkamiehet eivät tienneet maanvyörymästä kahden päivän ajan.
”Oleminen niin lähellä ja tietämättä, että jotain katastrofaalista oli tapahtunut, on vain uskomatonta”, toteaa Colon Stark, geomorfologi Lamont-Doherty Earth Observatoryssa (LDEO). Mutta nyt ”seismologian avulla voimme raportoida tällaisista tapahtumista reaaliajassa.” Starkin ja LDEO-seismologin johtava kirjailija Göran Ekström viime viikolla Science- julkaisussa julkaistut tutkimukset osoittavat, että globaalin seismografisen verkon tiedoilla varustetut tutkijat eivät voi vain osoittaa missä tapahtui suuri maanvyöry, mutta se voi myös paljastaa kuinka nopeasti kuivuva massa kulki, kuinka kauan se loppui, sen suuntaus maisemaan ja kuinka paljon materiaalia liikkui.
Kaikki tämä voidaan tehdä etänä, ilman maanvyörymää. Lisäksi se voidaan tehdä nopeasti, päinvastoin kuin tylsiä menetelmiä, joita tyypillisesti käytetään maanvyöryn ominaisuuksien arviointiin. Aikaisemmin tutkijoiden piti odottaa raportteja maanvyörymisestä suodattuakseen takaisin heille, ja heille ilmoitettuaan he etsivät valokuvia ja satelliittikuvia dioista. Jos pystyivät, he koordinoivat matkoja maanvyöryn kielelle - hyvin tapahtuman jälkeen - estimoidun kallion massan arvioimiseksi.
Mutta uusi menetelmä saattaa maanvyörymien havaitsemisen ja karakterisoinnin vastaamaan sitä, kuinka tutkijat seuraavat tällä hetkellä maanjäristyksiä kaukaa. Aivan kuten seismometrit vapisevat, kun voimakkaan järistyksen energia osuu niiden sijaintiin, jolloin seismologit voivat määrittää tarkan sijainnin, syvyyden ja murtumissuunnan sekä järistyksen aikana vapautuneen energian määrän ja vikatyypin tektoniset levyt liukuvat pitkin, nämä samat seismometrit liikkuvat maanvyöryn aikana. Vapina ei ole frenettiset nykimöt, joita tyypillisesti havaitaan maanjäristysten tai räjähdysten seismografioissa - allekirjoitukset ovat pitkiä ja kieroja.
Ekström ja hänen kollegansa ovat viettäneet monien vuosien ajan seismisten tietojen keräämiä etsiessään epätavallisia allekirjoituksia, joita ei voida jäljittää tyypillisiin maanjäristyksiin. Aikaisemmin tektonisesti kuolleen Grönlannin seismisten allekirjoitusten parissa työskentelemät luokittelivat uudentyyppistä ravistamista, nimeltään "jääkauden maanjäristyksiä". Mutta maanvyörymien viimeaikaisen tutkimuksen synty johtuu Typhoon Morakotista.
Myrskyn jälkeen Taiwanista Ekström huomasi jotain outoa maailmanlaajuisissa seismisissa kaavioissa - heidän wiggles osoittivat, että tapahtumaryhmää, jonka jokainen järistyi yli 5: n asteen maanjäristyksen, oli tapahtunut jossain saarella. "Alun perin mikään muu virasto ei ollut havainnut tai löytänyt löytämiämme neljä tapahtumaa, joten näytti erittäin todennäköiseltä, että havaitsimme jotain erityistä", Ekström selitti. Muutamaa päivää myöhemmin maanvyörymien uutisraportit - mukaan lukien Xiaolinin läpi pyyhkäinen hirviö - alkoivat kaatua, mikä vahvisti sen, mitä tutkijat oletsivat tapahtuman lähteestä.
Näkymä Taiwanin Xiaolinin maanvyörymän roskista. (Kuva: David Petley) Xiaolin maanvyöryn seismisillä tiedoilla kirjoittajat kehittivät tietokonealgoritmin etsimään suurten maanvyörymien merkkisiä seismisia allekirjoituksia aikaisempien tietojen perusteella ja niiden tapahtuessa. Saatuaan tietoa 29 suurimmasta maanvyörymästä, joita tapahtui ympäri maailmaa vuosien 1980 ja 2012 välillä, Ekström ja Stark alkoivat purkaa seismisten aaltoenergioiden ja amplitudien saadakseen lisätietoja kustakin.
Niiden menetelmän taustalla olevat pääperiaatteet voidaan jäljittää Newtonin kolmanteen liikelakiin: jokaisessa toiminnassa on sama ja päinvastainen reaktio. "Esimerkiksi kun kallio putoaa vuoren rinnalta, huippu on yhtäkkiä kevyempi", selittää ScienceNOW: n Sid Perkins. Vuori "lähtee ylöspäin ja pois pudottavasta kalliosta, tuottaen alustavat maaperäiset liikkeet, jotka paljastavat maanvyörymän koon ja sen kulkusuunnan."
Kaikkia analyysejään tarkastellessaan Ekström ja Stark toteavat, että maanvyöryn ominaisuuksia säätelee vuoroveden aloittamisen jälkeen murtuneen vuoren pituus, riippumatta siitä, onko maanvyörymä aiheuttanut purkautuvaa tulivuoria vai sadevedellä kyllästettyä askelmaa. Tämä johdonmukaisuus viittaa tähän mennessä vaikeaan laajoihin periaatteisiin, jotka ohjaavat maanvyörymien käyttäytymistä, mikä auttaa tutkijoita arvioimaan paremmin tulevia vaaroja ja rikkovien rinteiden aiheuttamaa riskiä.
Niille, jotka tutkivat maanvyörymiä, paperi on syvä toisesta syystä. Yhdistyneen kuningaskunnan Durhamin yliopiston professori David Petley kirjoittaa blogissaan, että ”meillä on nyt tekniikka, jonka avulla suuret maanvyörymät voidaan tunnistaa automaattisesti. Koska näitä esiintyy yleensä hyvin syrjäisillä alueilla, niistä ilmoitetaan usein. "
Maanvyöryn dynamiikkaa tutkittava Petley kirjoitti seurakappaleen Ekströmin ja Starkin paperille, joka myös julkaistiin Science-julkaisussa, joka tarjoaa vähän näkökulmaa uusiin tuloksiin. Hän huomauttaa, että ”tekniikka aliarvioi nykyisin suuret, nopeat maanvyörymät suuruusluokalla, mikä vaatii huomattavaa työtä, esimerkiksi satelliittikuvien avulla väärien positiivisten tapahtumien suodattamiseksi. Siitä huolimatta se avaa tien todelliseen globaaliin luetteloon kalliovisaannoksista, jotka edistävät ymmärtämistä korkeiden vuoristoalueiden dynamiikasta. Se voi myös mahdollistaa suurten laaksoja estävien maanvyörymien havaitsemisen reaaliajassa tarjoamalla varoitusjärjestelmän alavirtaan haavoittuville yhteisöille. "
Ennakko- ja jälkikuvaukset maanvuoroista, jotka liukastuivat vuonna 2010 Siachenin jäätikölle Pohjois-Pakistaniin. (Kuva Science / Ekströmin ja Starkin kautta) Ekströmin ja Starkin menetelmällä saatu näkemys näkyy helposti vuonna 2010 Pohjois-Pakistanissa tapahtuneessa maanvyörymässä. Satelliittikuvat roskien virtauksesta, joka leviävät Siachenin jäätikön kyljillä, viittaavat siihen, että tapahtuman laukaisi yksi, ehkä kaksi jaksoa rinteestä. Ekström ja Stark kuitenkin osoittavat, että roskat liukastuivat seitsemästä suuresta maanvyörymisestä muutaman päivän kuluessa.
”Ihmiset harvoin näkevät suurten maanvyörymien tapahtuvan; he näkevät tyypillisesti vain jälkivaikutukset ”, Ekström toteaa. Mutta hänen ja hänen kirjoittajansa ansiosta tutkijat ympäri maailmaa voivat nyt saada nopeasti ensimmäisen katseen.
