Ученые рассказали о причинах появления гигантских провалов в земле
Арья Ассади Лангроуди, инженер-геотехник из Университета Восточного Лондона (Великобритания), рассказал в статье для журнала The Conversation о карстовых провалах и современных способах их избежать.
В Манчестере в январе 2021 года карстовый провал поглотил автомобиль. Через несколько часов воронка расширилась и в нее рухнул таунхаус. 4 февраля в Шотландии еще одна воронка проглотила участок прибрежной тропы между Дайзартом и Вест-Уэмиссом. А в начале марта в Камбрии образовалась воронка под фермером, который ехал на квадроцикле. Его спасли пожарные и доставили в больницу.
Это только недавние примеры из Великобритании. Внезапные провалы земли — довольно частое явление. В глобальном масштабе при каждом повышении температуры на 0,1 °C количество карстовых воронок увеличивается на 1–3%.
Огромная воронка разверзлась в Неаполе 8 января в 6:30 утра. Провал глубиной 20 м и шириной 50 м внезапно появился на автостоянке больницы Ospedale del Mare. Он поглотил часть автостоянки, вызвал отключение электричества и привел к временному закрытию учреждения для пациентов с коронавирусом.
В Неаполе карстовые воронки особенно распространены. В период с 1915 по 2010 год в городе зафиксировано более 190 случаев, и ежегодно происходит от двух до четырех крупных инцидентов. Недавнее исследование исторического центра Неаполя выявило 66 исторических церквей, которым грозит опасность, а девять из них подвержены очень высокому риску катастрофического обрушения земли.
Карстовые воронки возникают естественным образом, когда минералы под поверхностью земли постепенно растворяются в дождевой воде, образуя полости. Внезапное появление воронки происходит, когда вода разрыхляет почву вокруг впадин и над ними настолько, чтобы земля сверху провалилась внутрь.
Но эти пугающие явления стали более частыми из-за вмешательства человечества. Рост интрузивного строительства, глубокой добычи полезных ископаемых, плохо организованного захоронения строительного мусора и, что особенно важно, изменений климата, которые привели к более сильным дождям, — все это привело к недавнему аномальному увеличению количества воронок.
Большинство людей представляют землю как нечто стабильное и неизменное. Но на самом деле почва под нашими ногами представляет собой сложную и точно настроенную систему, комбинацию многих компонентов: горных пород, минералов, бактерий, растений, которые постоянно взаимодействуют друг с другом. Нарушение этих природных связей приводит к возникновению таких природных опасностей, как провалы в грунте.
В течение последних двух десятилетий ученые работают над новыми методами инженерии земли, которые удовлетворяли бы потребности городов, но не нарушали бы естественные системы земли. Например, исследователи из Университета Стратклайда используют грибы для образования в почве невероятно прочных сложных корневых сетей из натуральных волокон. Эти волокна могут восстанавливаться даже после повреждения.
В Ньюкасле исследователи генетически конструируют бактерии, которые делают почву «адаптивным живым материалом», чтобы она укреплялась в ответ на нагрузку.
Автор статьи рассказал о работе своей исследовательской группы. «Мы добавляем естественные бактерии на поверхность земли. Эти бактерии выделяют очень липкий клей, похожий на гель, и связывают зерна почвы вместе. При этом нижний слой почвы спроектирован таким образом, чтобы быть легким, живым и дышащим. Он богат органическими волокнами, которые сплетают зерна почвы вместе. Мы конструируем эти органические волокна так, чтобы они могли максимально растягиваться, а не рваться при движении грунта. Недра в городских районах обычно богаты строительными отходами. Мы разрабатываем способы, позволяющие этим отходам под действием углекислого газа, содержащегося в почве, превращаться в очень прочные волокна».
Чтобы построить более устойчивый мир, нам необходимо задействовать вековые инженерные навыки самой земли, заключил автор.
Фото: Shutterstock
Гибель гигантского телескопа Аресибо попала на видео
Ошибка подключения проводов уничтожила ракету со спутниками на 315 млн евро
