WAS IST EIN SCHMUTZFLUSS?

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Erdrutsche stellen heute eine der zerstörerischsten geologischen Gefahren der Welt dar. Einer der Hauptgründe dafür sind die hohen Geschwindigkeiten, die Rutschen erreichen können, bis zu 160 km / h. Ein weiterer Grund ist die Tatsache, dass diese Objektträger eine Menge Schmutz mit sich führen können, der dazu dient, ihre zerstörerische Kraft zu verstärken.

Zusammengenommen ist dies ein sogenannter Debris Flow, eine natürliche Gefahr, die in vielen Teilen der Welt auftreten kann. Ein einziger Strom kann ganze Städte und Gemeinden begraben, Straßen bedecken, Tod und Verletzung verursachen, Eigentum zerstören und alle Transporte zum Stillstand bringen. Wie gehen wir mit ihnen um?

Definition:

Ein Debris Flow ist im Grunde ein sich schnell bewegender Erdrutsch, der aus verflüssigter, nicht konsolidierter und gesättigter Masse besteht und einem fließenden Beton ähnelt. In dieser Hinsicht unterscheiden sie sich nicht von Lawinen, bei denen nicht konsolidiertes Eis und Schnee die Oberfläche eines Berges hinunterstürzen und Bäume und Felsen mit sich führen.

Ein häufiges Missverständnis besteht darin, Trümmerströme mit Erdrutschen oder Schlammflüssen zu verwechseln. In Wahrheit unterscheiden sie sich darin, dass Erdrutsche aus einem zusammenhängenden Materialblock bestehen, der über Oberflächen gleitet. Im Gegensatz dazu bestehen Schmutzströme aus „losen“ Partikeln, die sich innerhalb des Flusses unabhängig voneinander bewegen.

In ähnlicher Weise bestehen Schlammströme aus Schlamm und Wasser, während Schmutzströme aus größeren Partikeln bestehen. Insgesamt wurde geschätzt, dass mindestens 50% der in einem Trümmerfluss enthaltenen Partikel aus sandgroßen oder größeren Partikeln (d. H. Steinen, Bäumen usw.) bestehen.

Arten von Flüssen:

Es gibt zwei Arten von Trümmerflüssen, die als Lahar und Jökulhlaup bekannt sind. Das Wort Lahar ist indonesischen Ursprungs und hat mit Flüssen zu tun, die mit vulkanischer Aktivität zusammenhängen. Eine Vielzahl von Faktoren kann einen Lahar auslösen, einschließlich des Schmelzens von Gletschereis aufgrund vulkanischer Aktivität, intensiver Niederschläge auf losem pyroklastischem Material oder des Ausbruchs eines Sees, der zuvor durch pyroklastisches oder glaziales Material aufgestaut wurde.

Jökulhlaup ist ein isländisches Wort, das Flüsse beschreibt, die aus einer Flut von Gletscherausbrüchen stammen. In Island werden viele solcher Überschwemmungen durch subglaziale Vulkanausbrüche ausgelöst, da Island auf dem mittelatlantischen Rücken liegt. An anderer Stelle ist eine häufigere Ursache für Jökulhlaups das Durchbrechen von eisgestauten oder moränengestauten Seen.

Solche Verletzungsereignisse werden häufig durch das plötzliche Abkalben von Gletschereis in einen See verursacht, wodurch eine Verdrängungswelle eine Moräne oder einen Eisdamm durchbricht. Im Tal des Bruchpunkts kann ein Jökulhlaup stark an Größe zunehmen, indem Sedimente und Wasser aus dem Tal aufgenommen werden, durch das er fließt.

Ursachen von Strömungen:

Schmutzströme können auf verschiedene Arten ausgelöst werden. Typischerweise resultieren sie aus plötzlichen Regenfällen, bei denen Wasser beginnt, Material von einem Hang zu waschen, oder wenn Wasser Material von einem frisch verbrannten Landstrich entfernt. Eine schnelle Schneeschmelze kann auch eine Ursache sein, wenn frisch geschmolzenes Schneewasser über ein steiles Tal geleitet wird, das mit Trümmern gefüllt ist, die locker genug sind, um mobilisiert zu werden.

In beiden Fällen stürzt das sich schnell bewegende Wasser die Hänge hinunter und in die Schluchten und Täler darunter und nimmt Geschwindigkeit und Schmutz auf, wenn es die Talwände hinuntersteigt. Im Tal selbst können monatelanger Boden und Steine aufgenommen werden und sich dann mit dem Wasser bewegen.

Wenn das System allmählich an Geschwindigkeit gewinnt, entsteht eine Rückkopplungsschleife. Je schneller das Wasser fließt, desto mehr kann es aufnehmen. Mit der Zeit ähnelt diese Wand dem Aussehen von Beton, kann sich jedoch so schnell bewegen, dass sie Felsbrocken von den Böden der Canyons pflücken und sie entlang des Strömungswegs schleudern kann. Es ist die Geschwindigkeit und Ungeheuerlichkeit dieser mitgeführten Partikel, die den Schmutzfluss so gefährlich macht.

Eine weitere Hauptursache für Trümmerströme ist die Erosion von Dämpfen und Flussufern. Wenn fließendes Wasser die Ufer allmählich zum Einsturz bringt, kann die Erosion zu dicken Ablagerungen gesättigter Materialien führen, die gegen die Talwände gestapelt sind. Diese Erosion entfernt die Unterstützung von der Basis des Abhangs und kann einen plötzlichen Schmutzfluss auslösen.

In einigen Fällen stammen Trümmerströme von älteren Erdrutschen. Diese können die Form instabiler Massen annehmen, die sich auf einem steilen Hang befinden. Nach dem Schmieren durch einen Wasserfluss über die Oberseite des alten Erdrutschs kann das Gleitmaterial oder die Erosion an der Basis die Unterstützung entfernen und einen Fluss auslösen.

Einige Trümmerströme entstehen durch Waldbrände oder Abholzung, bei denen die Vegetation verbrannt oder von einem steilen Hang abgezogen wird. Zuvor verankerten die Wurzeln der Vegetation den Boden und entfernten absorbiertes Wasser. Der Verlust dieses Trägers führt zur Ansammlung von Feuchtigkeit, die zu einem strukturellen Versagen führen kann, gefolgt von einer Strömung.

Ein Vulkanausbruch kann große Mengen Schnee und Eis an den Flanken eines Vulkans schmelzen lassen. Dieser plötzliche Wasserschwall kann Asche und pyroklastische Ablagerungen aufnehmen, wenn sie den steilen Vulkan hinunterfließen und sie über große Entfernungen schnell stromabwärts transportieren.

Bei dem Ausbruch des Vulkans Cotopaxi in Ecuador im Jahr 1877 flossen Trümmerströme mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von etwa 27 Stundenkilometern über 300 Kilometer talabwärts. Trümmerströme sind einer der tödlichen „Überraschungsangriffe“ von Vulkanen.

Präventionsmethoden:

In der Vergangenheit wurden viele Methoden zum Stoppen oder Umleiten von Schmutzströmen eingesetzt. Eine beliebte Methode ist der Bau von Trümmerbecken, die eine Strömung in einem niedergedrückten und ummauerten Bereich „auffangen“ sollen. Diese sollen speziell Boden- und Wasserquellen vor Kontamination schützen und nachgeschaltete Schäden verhindern.

Einige Becken sind mit speziellen Überlaufkanälen und Sieben ausgestattet, die es dem Wasser ermöglichen, aus dem Fluss zu tropfen, während die Trümmer an Ort und Stelle bleiben, und gleichzeitig mehr Platz für größere Objekte bieten. Solche Becken sind jedoch teuer und erfordern erhebliche Arbeitskräfte für den Bau und die Wartung. Daher werden sie als letzte Möglichkeit angesehen.

Derzeit gibt es keine Möglichkeit, die Möglichkeit eines Schmutzflusses zu überwachen, da diese sehr schnell auftreten können und häufig von unvorhersehbaren Wetterzyklen abhängen. Es werden jedoch Frühwarnsysteme für den Einsatz in Bereichen entwickelt, in denen das Risiko eines Schmutzflusses besonders hoch ist.

Eine Methode ist die Früherkennung, bei der empfindliche Seismographen bereits begonnene Trümmerströme erkennen und lokale Gemeinschaften alarmieren. Eine andere Möglichkeit besteht darin, Wettermuster mithilfe der Radarbildgebung zu untersuchen, um Niederschlagsschätzungen vorzunehmen. Dabei werden Niederschlagsintensitäts- und -dauerwerte verwendet, um einen Schwellenwert für den Zeitpunkt und den Ort eines Flusses festzulegen.

Darüber hinaus ist die Wiederbepflanzung von Wäldern an Hängen zur Verankerung des Bodens sowie die Überwachung von hügeligen Gebieten, die kürzlich unter Waldbränden gelitten haben, eine gute vorbeugende Maßnahme. Die Identifizierung von Bereichen, in denen in der Vergangenheit Trümmerströme stattgefunden haben oder in denen die richtigen Bedingungen vorliegen, ist auch ein praktikables Mittel zur Entwicklung eines Plans zur Minderung des Trümmerflusses.

Wir haben viele Artikel über Erdrutsche für das Space Magazine geschrieben. Die folgenden Satelliten könnten Erdrutsche, jüngste Erdrutsche auf dem Mars, neuere Erdrutsche auf dem Mars, Erdrutsche und helle Krater auf Ceres vorhersagen, die in wunderbaren neuen Bildern aus der Morgendämmerung enthüllt wurden.

Wenn Sie weitere Informationen zum Schmutzfluss wünschen, besuchen Sie die Visible Earth-Homepage. Und hier ist ein Link zum Earth Observatory der NASA.

Wir haben auch eine Episode von Astronomy Cast rund um den Planeten Erde aufgenommen. Hören Sie hier, Episode 51: Erde.

Quellen: