NASA-kaart onthult een nieuwe risicofactor voor aardverschuivingen

[univers]

Een man die kokosnoten terughaalt uit een huis verwoest door aardverschuivingen, met beschadigde rijstvelden op de achtergrond.
Credits: Credit: Europese Unie / Gast1 Prakash, CC BY-NC-ND 2.0
Tijdens de dodelijke aardbeving van 2018 in de Indonesische stad Palu veranderde intens schudden van vaste grond in een aardverschuiving van stromende modder, die het dodental en de economische impact vermenigvuldigde. Een nieuw artikel laat zien dat dit rampzalige effect werd veroorzaakt door een voorheen onbekende risicofactor: overstromende rijstvelden voor de landbouw.

Bodemvloeiing, die dit soort aardverschuiving veroorzaakt, treedt op wanneer het schudden van een grote aardbeving door vochtige, losse grond scheurt en de wrijving overweldigt die normaal gesproken vuildeeltjes bij elkaar houdt. De grond verliest zijn structurele integriteit en begint te stromen als een vloeistof. Gebouwen vallen als hun steun wegspoelt. Zware voorwerpen zoals auto's zinken in de modder, terwijl begraven water en rioolbuizen naar de oppervlakte stijgen.

Hoewel in Palu vroege rapportage de meeste van de geschatte 2.000 doden aan een tsunami de schuld gaf, toonden onderzoeken snel aan dat aardverschuivingen door bodemvervloeiing minstens evenveel schade veroorzaakten als de oceaangolven. Dat verbaasde onderzoekers. Bodemvloeiing treedt meestal op in vlakke landschappen met natte, zandige of zilte grond, zoals kustvlaktes. Onderzoekers dachten dat vlak terrein een vereiste was omdat de waterspiegel - de afstand onder de grond waar de grond verzadigd raakt met water - ondiep moet zijn, en dat is zeldzaam op een heuvel. Palu heeft zandgrond, maar het is in een zacht glooiende vallei die weinig risico leek te vormen.

Sang-Ho Yun leidt het rampenresponsteam van het Advanced Rapid Imaging and Analysis (ARIA) team in het Jet Propulsion Laboratory van NASA in Pasadena, Californië. Het team brengt schade door aardbevingen, orkanen en andere rampen in kaart met behulp van satellietradardata. Yun en collega Kyle Bradley van de Nanyang Technological University in Singapore onderzochten ARIA's schadelastkaart van Palu op zoek naar aanwijzingen waarom de aardverschuivingen plaatsvonden.


Het ARIA-team van JPL produceerde deze Damage Proxy-kaart van Palu na de aardbeving in 2018. Het aquaduct is blauw gemarkeerd; rode en gele pixels vertonen waarschijnlijke schade. Het terrein loopt van links naar rechts omhoog, met grote schade onder het aquaduct en weinig erboven.
Credits: Credit: NASA / JPL-Caltech / JAXA
Ze schrokken ervan op te merken dat alle aardverschuivingen langs een duidelijke lijn zijn ontstaan. Toen ze het van dichterbij bekeken, zagen ze dat de lijn een aquaduct was. "Dus begonnen we te bestuderen waarom het aquaduct duidelijk de grens definieert tussen glijden over land en niet glijden," zei Yun.

Het Gumbasa-aquaduct werd in 1913 voltooid om het risico op hongersnood te verminderen door te zorgen voor een consistente watervoorziening voor lokale boeren. Alleen land bergafwaarts vanaf het aquaduct wordt geïrrigeerd; water wordt niet bergop gepompt. Boeren net onder het aquaduct oefenen natte rijstteelt uit, waarin velden op een bepaald punt in de groeicyclus onder water komen te staan. Deze overheersende methode van rijstteelt in tropisch Azië verhoogt het waterniveau in de loop van de tijd tot net onder het grondoppervlak. Verder naar beneden, boeren verbouwen kokospalmen, die minder irrigatie nodig hebben en het waterniveau niet zo veel verhogen.

Schadekaarten onthulden wijdverspreide liquefactie onder het aquaduct. Meerdere glijbanen brachten ongeveer 16 vierkante mijl (16 vierkante kilometer) land ver bergafwaarts - op sommige plaatsen verder dan 49 voet (15 meter). De glaasjes werden vertraagd of gestopt door de kokospalmplantages. Bergopwaarts van het aquaduct werd geen liquefactie vastgesteld.

De conclusie is duidelijk, zei Bradley: "Als er geen intensieve irrigatie was geweest, zouden de aardverschuivingen niet zijn gebeurd." Aan de positieve kant voegde hij eraan toe: "Dit is een door mensen veroorzaakt gevaar en het kan een menselijke oplossing hebben. We kunnen het gevaar van grondschudden op Palu niet verminderen, maar de landbouwmethoden kunnen worden bijgewerkt op basis van dit nieuwe inzicht ."

Bomen speelden een cruciale rol bij het stoppen van de glijbanen, en de onderzoekers suggereren dat het planten van meer bomen - misschien afgewisseld met rijstvelden - in gebieden die intens worden geïrrigeerd, het risico op bodemvloeibaarheid kan verminderen.

Bradley merkte op dat Palu niet de enige plaats ter wereld is waar mensen zwaar geïrrigeerde gewassen op natte, zandige hellingen telen. "Als een ingenieur naar Palu was gegaan en het systeem op basis van eerste principes had geëvalueerd, zouden ze dit risico waarschijnlijk hebben kunnen vaststellen," zei hij. "Ik hoop dat deze studie een stimulans is voor mensen om deze andere plaatsen te gaan bestuderen."

Een artikel over het onderzoek, getiteld "Natte rijstteelt was de primaire oorzaak van de aardbeving veroorzaakt Palu aardverschuivingen," werd gepubliceerd in Nature Geoscience. Bradley is de hoofdauteur.

https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-m ... isk-factor