Główny inny

Sinkholes: The Human Impact

Sinkholes: The Human Impact
Sinkholes: The Human Impact

Wideo: Sinkhole in Louisiana Swallows Trees - Caught on Tape 2013 | The New York Times 2024, Może

Wideo: Sinkhole in Louisiana Swallows Trees - Caught on Tape 2013 | The New York Times 2024, Może
Anonim

Ujścia pojawiły się w mediach w 2013 r., Po części z powodu tragicznej śmierci Jeffa Busha, podmiejskiego Tampa, Floryda, człowieka, który został połknięty, gdy bezpośrednio pod jego sypialnią uformował się otwór. Po tym incydencie nastąpiło kilka innych w Pensylwanii, Illinois, Massachusetts i Luizjanie, gdzie dołek odkryty w pobliżu Bayou Corne w 2012 roku otworzył się na 10 ha (25 akrów) do jesieni 2013 roku. W połowie sierpnia 20-metrowy (66-stopowy) szeroki otwór podziemny uformowany pod kurortem w środkowej Florydzie niedaleko Orlando, wypychający gości ze swoich pokoi w wyniku zawalenia się trzypiętrowego budynku.

Mimo że w 2013 r. Spotkały się z dużym zainteresowaniem mediów, nie są nowym zjawiskiem. Tworzenie się wgłębienia miało miejsce w takich obszarach jak Floryda, Nowy Meksyk, Kentucky i Illinois. Na Florydzie jest tak powszechne, że właściciele domów wykupili ubezpieczenie od dziury w swojej nieruchomości. Na postrzeganie częstszego tworzenia się zapadni wpływa szybki wzrost populacji w obszarach podatnych na zapadnięcia, co doprowadziło do obserwowania i zgłaszania większej liczby zapadnięć. Istnieją jednak dowody, że tempo rozwoju studni wzrosło w ciągu ostatniego półwiecza ze względu na wzrost działalności człowieka, która spowodowała powstawanie studni, takie jak nadmierne odprowadzanie wód gruntowych lub źle zaprojektowane systemy odwadniające wokół budynków.

Ujścia, zwane przez europejskich geologów „dolinami”, są klasyfikowane jako cechy krasowe. Kras jest typem ukształtowania terenu, który powstaje, gdy cyrkulująca woda gruntowa rozpuszcza rozpuszczalną skałę skalną. Naukowcy zajmujący się krasami w XIX wieku uważali doliny za typowe ukształtowanie terenu krasowego, ale teren krasowy charakteryzuje się również jaskiniami, zanikającymi strumieniami, dużymi źródłami i podziemnym odwodnieniem. W niektórych regionach krasowych, takich jak półwysep Jukatan w Meksyku, strumienie powierzchniowe prawie nie istnieją, a praktycznie cały przepływ wody odbywa się podziemnymi kanałami.

Najczęstszymi skałami krasowymi są wapień - węglan wapnia, CaCO 3, w postaci kalcytu lub argonu - i dolomit - węglan wapnia i magnezu (CaMg (CO 3) 2). Te substancje mineralne są rozpuszczalne w słabych kwasów, a więc są podatne na rozpuszczanie przez wodę gruntową, która jest zazwyczaj za pomocą kwasu węglowego (H 2 CO 3) pochodzących z materii organicznej w glebie. Jednak w bardziej suchych regionach, takich jak południowo-zachodnie Stany Zjednoczone, cechy krasowe powstałe w skalnej skale parowej są bardziej powszechne. Skały osadowe wytwarzane przez odparowanie wody słonej, zwane odparowaniami, na tych obszarach powszechnie zawierają gips, który składa się z siarczanu wapnia (CaSO 4 ∙ 2H 2 O) i halitu (sól kamienna), który składa się z chlorku sodu (NaCl). Gips jest wiele razy bardziej rozpuszczalny niż kalcyt lub dolomit, a zatem odsłonięcia gipsu są znacznie mniej powszechne w regionach bardziej wilgotnych z większymi opadami deszczu. W regionach półprzepuszczalnych wychodnie wykonane z mniej rozpuszczalnego wapienia częściej tworzą skały, a dziury w gipsie są bardziej rozpowszechnione. Powierzchniowe cechy krasowe powstałe w halicie są rzadkie, ponieważ sól kamienna jest dobrze rozpuszczalna, chociaż cechy krasowe występują w wyjątkowo suchych regionach, takich jak Iran, Izrael i wschodnia Hiszpania.

Ujścia powstały z różnych mechanizmów, ale zostały one sklasyfikowane w trzech szerokich kategoriach: utworzone przez rozpuszczanie powierzchniowe lub powierzchniowe; powstałe w wyniku zawalenia się leżącej skalnej skały; i te powstałe całkowicie w nadkładzie glebowym (czyli glebie nad podłożem skalnym). Spektakularne przykłady zagłębień w roztworze występują na całym świecie w regionach tropikalnych, takich jak Java, Indon., Puerto Rico i krasowy obszar kokpitu na Jamajce, ale tworzą się one stosunkowo powoli i mają niewielki wpływ na człowieka. Zapadające się dziury są rzadkie i tworzą się w krajobrazach, które rozwinęły się przez kilka tysięcy lub milionów lat.

Spośród tych trzech rodzajów dziury powstałe w nadkładzie glebowym są znacznie bardziej powszechne i stanowią poważne zagrożenie geologiczne (zjawisko geologiczne o szerokim potencjale uszkodzeń) w regionach krasowych. Zlewy z osiadaniem pokrywy powstają w wyniku uduszenia, procesu, w którym nieskonsolidowana gleba spływa w otwarte szczeliny i jaskinie w leżącym poniżej podłożu skalnym, a powierzchnia ziemi stopniowo tonie. Zanikające lub opadające zlewy powstały w bardziej bogatej w glinę, skonsolidowanej glebie. Zwykle wynikają z rozwoju wnęki w horyzoncie glebowym i późniejszej awarii leżącego nad nią łuku glebowego. Takie wnęki mogą pojawiać się szybko, w ciągu dni lub miesięcy, a katastrofalne zapaść może być bardzo szybka lub natychmiastowa. W 1981 r. W Winter Park na Florydzie utworzono zawalony dołek otwór, który w stosunkowo krótkim czasie połknął prywatny dom, basen miejski, część warsztatu i duże części przyległej ulicy.

Naturalnie występujące zagłębienia, które są powszechne w terenie krasowym, mogą być wyzwalane przez zdarzenia pogodowe, takie jak ulewne opady deszczu lub susza, a następnie ulewny deszcz. Znaczący odsetek dziur jest jednak związany, bezpośrednio lub pośrednio, z działalnością człowieka. W niektórych przypadkach nadmierny pobór wód gruntowych w celu nawadniania obniżył poziom wody i tym samym pozwolił, aby nasycona gleba spłynęła do jaskiń i kanałów w leżącej poniżej skale, co może wywołać powstawanie dziur. Ponadto wzdłuż dróg lub innych obszarów, na których woda jest kilkakrotnie uwalniana na ziemię, powstają zapadające się otwory, które zmywają glebę do leżących poniżej wnęk skalnych i tworzą jaskinie, które mogą się zapaść.

Wydobycie soli spowodowało również powstanie dziur. W 2008 r. Powstały dwa duże otwory wiertnicze w południowo-wschodnim Nowym Meksyku, kiedy zagłębienia powstałe w wyniku eksploatacji studni solankowych - proces, który wstrzykuje świeżą wodę do złóż soli, aby solanka do użycia jako płyn wiertniczy w studniach naftowych - nagle się zawaliła. Sztuczne wgłębienia utworzone przez tę aktywność stały się niestabilne i spowodowały katastrofalne zapaści. Jeden z zlewów ostatecznie urósł do średnicy większej niż 100 m (328 stóp) i głębokości około 45 m (około 150 stóp).

Wprawdzie w wielu rejonach krasowych zagłębienia są znaczącym zagrożeniem geologicznym, odegrały one istotną rolę w regionalnych systemach wód podziemnych, między innymi poprzez zapewnienie punktów dostępu do wód powierzchniowych do wód krasowych. Na półwyspie Jukatan strome ściany, zwane cenotami, przecinają lustro wody, gdzie służą jako zapasy wody dla pobliskich społeczności. W południowo-wschodnim Nowym Meksyku duże gipsowe jeziora zlewowe na wschód od Roswell zostały utworzone przez upwelling wody gruntowe, które zapewniają również wodę do nawadniania dla działalności rolniczej w basenie Rosjan Artesian Basin.

Ujścia są często źródłem zanieczyszczenia wód gruntowych z powodu ich połączenia z podziemnymi warstwami wodonośnymi. Na wielu obszarach wiejskich dziury są traktowane jako naturalne wysypiska śmieci i są wykorzystywane do usuwania dużych urządzeń i starych samochodów. Duży rozmiar przewodów w krasowych warstwach wodonośnych zabrania tego rodzaju naturalnej filtracji, która występuje w wielu niekarystycznych warstwach wodonośnych. Zanieczyszczenia wprowadzane do systemu wód podziemnych przez otwory podziemne pojawiły się w studniach wodociągowych w dole rzeki.

Ujścia zostały również zidentyfikowane w ustawieniach łodzi podwodnej. Pochodzenie zlewni w Cieśninach Florydy było kontrowersyjne i często przypisywane jest procesom erozyjnym, które zachodziły, gdy cieśniny były odsłonięte nad poziomem morza. Niektórzy badacze sugerują, że te zapadliska powstały z powodu korozji strefy mieszania, w której świeża woda z lądowych warstw wodonośnych jest odprowadzana do cieśnin na Florydzie. Uważa się, że zmieszanie świeżej wody ze słoną wodą doprowadziło do rozwiązania, które bardziej agresywnie rozpuściło wapienne podłoże. Kilka z tych podwodnych zlewów występuje na tarasie Pourtales u wybrzeży Florydy na głębokości kilkuset metrów. Największa z tych cech ma prawie 700 m średnicy (około 2300 stóp) i głębokość około 260 m (około 850 stóp).

Naukowcy szacują, że około 25% populacji Ziemi żyje na terenie krasowym lub czerpie wodę z krasowych warstw wodonośnych. Ponieważ dziury są często ważnymi komponentami lokalnych i regionalnych systemów wodonośnych i ze względu na ich rolę jako aktywnych zagrożeń geologicznych, cechy te na lepsze lub gorsze będą nadal wywierać znaczący wpływ społeczny.