Se for deg en masse på 100 millioner tonn med stein, jord, gjørme og trær som gled av et fjell 30 mil fra en storby, og ingen som visste at det skjedde før dager senere.
Slik var tilfellet etter at Typhoon Morakot traff Taiwan i 2009 og dumpet rundt 100 centimeter regn i de sørlige områdene av øya i løpet av et døgn. Kjent som Xiaolin-skredet, oppkalt etter landsbyen den traff og utslettet, det tykke teppet av rusk som det etterlot, kvalt 400 mennesker og tilstoppet en elv i nærheten. Selv om bare en times kjøretur utenfor den overfylte byen Tainan, visste ikke tjenestemennene om skredet i to dager.
"Å være så nær og ikke vite at noe katastrofalt hadde skjedd er bare fantastisk, " bemerker Colin Stark, en geomorfolog ved Lamont-Doherty Earth Observatory (LDEO). Men nå, "seismologi tillater oss å rapportere om slike hendelser i sanntid." Forskning som ble publisert forrige uke i Science av Stark og hovedforfatter Göran Ekström, en LDEO-seismolog, viser at forskere bevæpnet med data fra Global Seismographic Network ikke bare kan kartlegge hvor det skjedde et stort skred, men også kan avsløre hvor fort den kurrende massen reiste, hvor lang tid den rant ut, dens orientering i landskapet og hvor mye materiale som beveget seg.
Alt dette kan gjøres eksternt, uten å besøke skredet. Dessuten kan det gjøres raskt, i sterk kontrast til de mer kjedelige metodene som vanligvis brukes for å estimere kjennetegn ved et skred. Tidligere måtte forskere vente på rapporter om et skred for å filtrere tilbake til dem, og når de varslet en gang søkte de etter bilder og satellittbilder av lysbildet. Hvis de kunne, koordinerte de turer til skredtangen - godt etter hendelsen - for å estimere massen av forstyrret stein.
Men den nye metoden setter skreddeteksjon og karakterisering i tråd med hvordan forskere i dag sporer jordskjelv langveisfra. Akkurat som seismometre skjelver når energi fra et sterkt skjelv treffer deres beliggenhet, slik at seismologer kan bestemme den nøyaktige plasseringen, dybden og retningen av brudd, så vel som mengden energi som frigjøres under skjelvet og typen feil tektoniske plater som gled langs, disse samme seismometre beveger seg under et skred. Ristingen er ikke de frenetiske rykkene som vanligvis sees i seismografer av jordskjelv eller eksplosjoner - signaturene er lange og svake.
Ekström og kolleger har brukt mange år på å kombinere gjennom seismiske data på jakt etter uvanlige signaturer som ikke kan spores til typiske jordskjelv. Tidligere klassifiserte deres arbeid med seismiske signaturer på tektonisk døde Grønland en ny type risting, kalt ”isbre jordskjelv.” Men begynnelsen av den nylige forskningen om skred kan spores tilbake til Typhoon Morakot.
Etter at stormen rammet Taiwan, merket Ekström noe rart på globale seismiske diagrammer - vingene deres indikerte at en klynge med hendelser, hver med rystinger som oversteg et jordskjelv med en størrelse på 5, hadde skjedd et sted på øya. "Til å begynne med hadde ingen andre byråer oppdaget eller lokalisert de fire hendelsene som vi hadde funnet, så det virket veldig sannsynlig at vi hadde oppdaget noe spesielt, " forklarte Ekström. Noen dager senere begynte nyhetsmeldinger om skred - inkludert monsteret som feide gjennom Xiaolin - å strømme inn, og bekrefte hva forskerne antok om hendelsenes kilde.
En utsikt innenfor ruskene fra Taiwans Xiaolin-skred. (Foto av David Petley) Utstyrt med seismiske data fra Xiaolin-skredet utviklet forfatterne en datamaskinalgoritme for å søke etter krevende seismiske signaturer av store skred i tidligere poster og som de skjedde. Etter å ha samlet informasjon fra de 29 største skredene som skjedde rundt om i verden mellom 1980 og 2012, begynte Ekström og Stark å dekonstruere seismiske bølgeenergier og amplituder for å lære mer om hver.
De retningsgivende prinsippene bak deres metode kan spores til Newtons tredje bevegelseslov: for hver handling er det en like og motsatt reaksjon. "For eksempel når stein faller fra en fjellside, er toppen plutselig lysere, " forklarer Sid Perkins fra ScienceNOW . Fjellet "springer oppover og bort fra det fallende fjellet, og genererer innledende bevegelser i bakken som avslører skredets størrelse og kjøreretning."
Ekström og Stark ser på tvers av alle analysene sine at uansett om skredet ble utløst av en vulkan eller en skarpe mettet med regnvann, styres skredegenskaper av lengden på fjellsiden som brøt ut for å starte skredet. Denne konsistensen antyder hittil unnvikende brede prinsipper som guider skredoppførsel, som vil hjelpe forskere til bedre å vurdere fremtidige farer og risiko for sviktende skråninger.
For de som studerer skred er papiret av en annen grunn. David Petley, professor ved Storbritannias Durham University, skriver i sin blogg at “vi har nå en teknikk som gjør det mulig å oppdage store skred automatisk. Gitt at disse har en tendens til å forekomme i veldig avsidesliggende områder, blir de ofte ikke rapportert. "
Petley, som studerer skreddynamikk, skrev en ledsager til Ekströms og Starks papir, også publisert i Science, som gir litt perspektiv til de nye resultatene. Han bemerker at “teknikken for øyeblikket oppdager store, raske skred etter en størrelsesorden, som krever betydelig arbeid, for eksempel med satellittbilder for å filtrere bort de falsk-positive hendelsene. Likevel åpner det veien for en ekte global katalog over snøskred som vil fremme forståelsen av dynamikken i høyfjellsområdene. Det kan også gjøre det mulig å oppdage store, dalsperrerende skred i sanntid, og gi et varslingssystem for utsatte samfunn nedstrøms. "
For- og etterutsikt over skred som gled i 2010 på Siachen Glacier i Nord-Pakistan. (Bilde via Science / Ekström og Stark) Innsikten som ble oppnådd ved Ekströms og Starks metode sees lett i et slående eksempel på et skred som skjedde i Nord-Pakistan i 2010. Satellittbilder av ruskstrøm, som er spredt på flankene til Siachen-breen, antyder at hendelsen ble utløst av en, kanskje to episoder av skråningssvikt. Ekström og Stark viser imidlertid at ruskene gled fra syv store skred i løpet av noen dager.
”Folk ser sjelden store skred skje; de ser vanligvis bare ettervirkningene, bemerker Ekström. Men takket være ham og hans medforfatter kan forskere over hele verden raskt få et første blikk.
