นักวิจัยกล่าวว่าไฟป่าไม่ต้องใช้ไฟป่าเพื่อเปิดเผยอันตรายจากดินถล่ม การสำรวจทางอากาศโดยใช้การทำแผนที่ด้วยเลเซอร์ในอากาศ - LiDAR (การตรวจจับแสงและระยะ) สามารถให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับภูมิประเทศและพืชพรรณที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุพื้นที่ที่อาจเกิดดินถล่มได้ในช่วงที่เกิดพายุฝน นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการทำนายว่าดินถล่มที่บริเวณใด - ซึ่งเกี่ยวข้องกับชั้นดิน - อาจเคลื่อนตัวและเปลี่ยนแปลงไปในขณะที่เคลื่อนตัวไปตามทางลาดชันไปสู่กระแสเศษซากที่ทำลายล้าง

สิ่งที่จับได้คือข้อมูลดังกล่าวยังไม่สามารถคาดการณ์ได้ว่าดินถล่มจะมีขนาดใหญ่และอาจเป็นอันตรายได้ หมายความว่าการอพยพอาจกำหนดเป้าหมายผู้คนจำนวนมากมากกว่าที่จะตกอยู่ในอันตรายจากสไลด์ขนาดใหญ่และเศษซาก

ในบทความใหม่ที่ปรากฏในวารสารProceedings of the National Academy of Sciencesในสัปดาห์นี้นักวิทยาศาสตร์ นักธรณีวิทยา UC Berkeley William Dietrich และนักวิทยาศาสตร์โครงการ Dino Bellugi รายงานความพยายามครั้งล่าสุดของพวกเขาในการติดแท็กพื้นที่ที่มีแนวโน้มว่าจะเกิดดินถล่มตามขนาดและศักยภาพที่อาจเกิดอันตราย โดยหวังว่าจะทำนายได้แม่นยำยิ่งขึ้น แบบจำลองนี้คำนึงถึงลักษณะทางกายภาพของเนินเขา เช่น ความชัน โครงสร้างรากที่ยึดความลาดชันไว้กับที่และองค์ประกอบของดิน และทางเดินที่น้ำไหลไปตามทางที่ไหลลงสู่ดิน

ทว่าในขณะที่แบบจำลองนี้ดีกว่าในการระบุพื้นที่ที่มีแนวโน้มว่าจะเกิดดินถล่มที่ใหญ่ขึ้นและอาจเป็นอันตรายมากกว่า นักวิจัยได้ค้นพบปัจจัยที่ส่งผลต่อขนาดดินถล่มที่ไม่สามารถระบุได้ง่ายจากข้อมูลทางอากาศ และต้องได้รับการประเมินจากพื้นดิน ซึ่งเป็นงานที่น่ากลัว ถ้า หนึ่งมีความกังวลเกี่ยวกับรัฐแคลิฟอร์เนียทั้งหมด

ประเด็นสำคัญที่ไม่ทราบแน่ชัดคือลักษณะของดินใต้ผิวดินและพื้นหินด้านล่างเป็นอย่างไร และอิทธิพลของดินถล่มในอดีตที่มีต่อสภาพพื้นดิน

"การศึกษาของเราชี้ให้เห็นถึงปัญหาของการทำนายเกินจริง: เรามีแบบจำลองที่สามารถทำนายตำแหน่งของสไลด์ที่เกิดขึ้นได้สำเร็จ แต่สุดท้ายพวกเขาก็คาดเดาสถานที่มากมายที่ไม่ได้เกิดขึ้นเนื่องจากความไม่รู้ของเราเกี่ยวกับใต้ผิวดิน" Dietrich, UC Berkeley กล่าว ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์โลกและดาวเคราะห์ "การค้นพบใหม่ของเราชี้ให้เห็นโดยเฉพาะว่าโครงสร้างเชิงพื้นที่ของวัสดุบนเนินเขา -- ความลึกของดิน ความแข็งแรงของราก การซึมผ่าน และความแปรปรวนตลอดทางลาด -- มีบทบาทในขนาดและการกระจายและดังนั้น อันตรายเอง เรากำลังโจมตี กําแพง -- หากเราต้องการไปให้ไกลกว่านั้นด้วยการพยากรณ์ดินถล่มที่พยายามระบุว่าจะเกิดดินถล่มที่ใด เมื่อใด และมากเพียงใด เราต้องมีความรู้ที่ยากจริง ๆ ที่จะได้ แต่เรื่องสำคัญ"

โมเดลกุญแจสำคัญในการอพยพเป้าหมาย

หลายทศวรรษของการศึกษาโดยดีทริชและคนอื่นๆ ได้นำไปสู่แบบจำลองการคาดการณ์ว่าพื้นที่ลาดเอียงของสภาพฝนจะตกที่ไหนและภายใต้สภาวะใด และแบบจำลองดังกล่าวถูกใช้ทั่วโลกร่วมกับแบบจำลองพยากรณ์อากาศเพื่อระบุพื้นที่ที่อาจประสบกับพายุหิมะและเตือนผู้อยู่อาศัย แต่แบบจำลองเหล่านี้ ซึ่งเรียกกันว่า "ธรณีปริมาณน้ำฝนเชิงประจักษ์" เป็นแบบอนุรักษ์นิยม และหน่วยงานของรัฐมักจะลงเอยด้วยการออกคำเตือนการอพยพสำหรับพื้นที่ขนาดใหญ่เพื่อปกป้องชีวิตและทรัพย์สิน

ดีทริช ผู้ดูแลหอดูดาวเขตวิกฤตแม่น้ำอีล ซึ่งเป็นโครงการที่มีระยะเวลากว่าทศวรรษเพื่อวิเคราะห์ว่าน้ำเคลื่อนตัวไปตลอดทางจากยอดไม้ ผ่านดิน หิน และลงไปในลำธาร กำลังพยายามปรับปรุงแบบจำลองการทำนายขนาดดินถล่มโดยอิงจาก ฟิสิกส์ของความลาดชัน การถ่ายภาพด้วยเลเซอร์ในอากาศโดยใช้ LiDAR สามารถให้รายละเอียดในระดับซับมิเตอร์ ไม่เพียงแต่เกี่ยวกับพืชพรรณ แต่ยังรวมถึงพื้นดินใต้ต้นไม้ด้วย ทำให้สามารถวัดความลาดชันได้อย่างแม่นยำและประเมินชนิดของพืชบนเนินเขาได้อย่างแม่นยำ

ความลาดชันล้มเหลวในช่วงพายุฝน เนื่องจากแรงดันน้ำในดิน แรงดันรูพรุน ผลักอนุภาคของดินออกจากกัน ทำให้ลอยตัวได้ การลอยตัวช่วยลดแรงเสียดทานที่ยึดอนุภาคของดินกับแรงโน้มถ่วง และเมื่อมวลของตัวเลื่อนเพียงพอที่จะทำให้รากยึดดินเข้าที่ ความลาดชันก็ลดลง สไลด์ตื้นอาจเกี่ยวข้องกับส่วนบนของดินเท่านั้น หรือเซาะร่องลงไปที่พื้นหินแล้วดันทุกอย่างที่อยู่ด้านล่างให้ลาดลง ทำให้เกิดกระแสเศษหินที่อันตรายถึงตายได้ซึ่งสามารถเดินทางได้หลายเมตรต่อวินาที

ในแต่ละปีที่เปียกชื้นตามแนวชายฝั่งแปซิฟิก บ้านเรือนจะถูกกวาดทิ้งไปและสูญเสียชีวิตจากดินถล่มขนาดใหญ่ แม้ว่าภัยคุกคามจะเกิดขึ้นทั่วโลก ดังที่แสดงโดยดินถล่มในซอซาลิโตเมื่อสองปีที่แล้ว ดินถล่มสามารถเกิดขึ้นได้ในระยะทางสั้นๆ และเคลื่อนตัวเป็นกระแสเศษซากที่เคลื่อนที่เป็นเมตรต่อวินาทีก่อนจะถล่มบ้าน ขนาดของดินถล่มเริ่มแรกจะส่งผลต่อความลึกและความเร็วของกระแสน้ำ และระยะทางที่สามารถเคลื่อนตัวลงทางลาดชันสู่หุบเขาลึกได้ Dietrich กล่าว

ด้วยคอมพิวเตอร์รุ่นก่อน ๆ ทริชและเพื่อนร่วมงานของเขาสามารถระบุสถานที่บนเนินเขาที่จะได้รับผลกระทบจากดินถล่มได้แม่นยำยิ่งขึ้น ตัวอย่างเช่น ในปี 2015 Bellugi และ Dietrich ใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ของพวกเขาเพื่อทำนายดินถล่มตื้นๆ บนเนินเขาที่ได้รับการศึกษาอย่างดีใน Coos Bay รัฐโอเรกอน ระหว่างลำดับของพายุฝนที่เกิดจากดินถล่ม โดยอิงตามมาตรการทางกายภาพเหล่านี้เท่านั้น แบบจำลองเหล่านี้ใช้ข้อมูล LiDAR เพื่อคำนวณความชันและวิธีที่น้ำจะไหลลงทางลาดและส่งผลต่อแรงดันรูพรุนภายในทางลาด ประวัติปริมาณน้ำฝนตามฤดูกาลในพื้นที่ ซึ่งช่วยประเมินปริมาณน้ำบาดาลที่มีอยู่ และค่าประมาณความแรงของดินและราก

ในรายงานฉบับใหม่ Bellugi และ David Milledge แห่งมหาวิทยาลัยนิวคาสเซิลในเมืองนิวคาสเซิลอะพอนไทน์ในสหราชอาณาจักรได้ทดสอบแบบจำลองการทำนายดินถล่มในภูมิประเทศสองแห่งที่แตกต่างกันมาก: เนินเขาสูงชันที่ลึกล้ำและเป็นป่าในรัฐโอเรกอนและเนินหญ้าที่ราบเรียบและนุ่มนวล หุบเขาน้ำแข็งลาดเอียงในเขตเลคดิสทริคของอังกฤษ

น่าแปลกที่พวกเขาพบว่าการกระจายของดินถล่มตื้นขนาดเล็กและขนาดใหญ่ค่อนข้างคล้ายกันในภูมิประเทศทั้งสอง และสามารถคาดการณ์ได้หากพิจารณาข้อมูลพิเศษเพียงชิ้นเดียว: ความแปรปรวนของความแรงของเนินลาดข้ามเนินเขาเหล่านี้ พวกเขาค้นพบว่าสไลด์ขนาดเล็กสามารถเปลี่ยนเป็นสไลด์หลักได้หากเงื่อนไข -- ความแข็งแรงของดิน ความแข็งแรงของราก และแรงดันรูพรุน -- ไม่แตกต่างกันเพียงพอในระยะทางสั้น ๆ โดยพื้นฐานแล้ว สไลด์ขนาดเล็กสามารถแพร่กระจายไปตามทางลาดและมีขนาดใหญ่ขึ้นโดยการเชื่อมต่อพื้นที่ที่มีแนวโน้มว่าจะเป็นสไลด์ที่แยกจากกัน แม้ว่าจะแยกจากกันด้วยความชันที่แข็งกว่าก็ตาม

"พื้นที่เหล่านี้ที่ไวต่อการเกิดดินถล่มระดับตื้น แม้ว่าคุณจะสามารถกำหนดได้ แต่ก็อาจรวมตัวกันได้หากอยู่ใกล้กันมากพอ จากนั้นคุณจะมีแผ่นดินถล่มขนาดใหญ่ที่ห้อมล้อมพื้นที่เล็กๆ ที่มีกำลังแรงต่ำบางส่วนเหล่านี้" เบลลูกิ กล่าวว่า. "หย่อมที่มีความแรงต่ำเหล่านี้อาจแยกออกจากกันโดยพื้นที่ที่แข็งแรง - อาจเป็นป่าทึบหรือชันน้อยกว่าหรือแห้งกว่า - แต่ถ้าไม่ได้แยกออกจากกันอย่างดี พื้นที่เหล่านั้นก็สามารถรวมตัวกันและทำให้เกิดดินถล่มขนาดยักษ์ได้"

“บนเนินเขามีต้นไม้และภูมิประเทศ และเราสามารถมองเห็นและหาปริมาณได้” ดีทริชกล่าวเสริม "แต่เริ่มต้นจากพื้นผิวและลงไปในพื้นดิน มีจำนวนมากที่เราต้องการในแบบจำลองที่เราไม่สามารถหาปริมาณในพื้นที่ขนาดใหญ่ได้ในขณะนี้: ความผันแปรเชิงพื้นที่ในความลึกของดินและความแข็งแรงของรากและอิทธิพลของการไหลของน้ำใต้ดินซึ่ง สามารถโผล่ออกมาจากพื้นหินและมีอิทธิพลต่อแรงดันรูพรุนของดิน"

การรับข้อมูลที่มีรายละเอียดดังกล่าวทั่วทั้งทางลาดนั้นเป็นความพยายามอย่างมาก Dietrich กล่าว บนเนินเขาโอเรกอนและเลคดิสทริค นักวิจัยเดินหรือสแกนพื้นที่ทั้งหมดเพื่อทำแผนที่พืช องค์ประกอบของดินและความลึก และเลื่อนผ่านเมตรทีละเมตร จากนั้นจึงประเมินความแข็งแรงของรากอย่างระมัดระวัง ซึ่งทั้งหมดนี้ไม่สามารถทำได้สำหรับเนินลาดส่วนใหญ่

"สิ่งนี้กล่าวคือ ในการทำนายขนาดของดินถล่มและการกระจายขนาด เรามีอุปสรรคสำคัญที่ยากจะข้าม แต่เราจำเป็นต้องทำ เพื่อให้สามารถระบุคุณสมบัติของวัสดุใต้ผิวดินได้ ดีทริชกล่าว "กระดาษของ Dino บอกว่าโครงสร้างเชิงพื้นที่ของใต้ผิวดินมีความสำคัญ"

การศึกษาภาคสนามครั้งก่อนๆ ของนักวิจัยพบว่า หินที่แตกร้าวสามารถยอมให้น้ำใต้ดินไหลผ่าน และบ่อนทำลายความลาดชันที่เสถียร ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่สามารถสังเกตได้ - ยัง - โดยการสำรวจทางอากาศ

พวกเขาเรียกร้องให้มีการวิจัยอย่างเข้มข้นมากขึ้นบนเนินเขาสูงชันเพื่อให้สามารถทำนายลักษณะใต้ผิวดินเหล่านี้ได้ ซึ่งอาจรวมถึงการขุดเจาะเพิ่มเติม การติดตั้งอุปกรณ์ตรวจสอบอุทกวิทยา และการใช้เครื่องมือธรณีฟิสิกส์อื่นๆ รวมถึงกรวยเพนโตรมิเตอร์ ซึ่งสามารถใช้เพื่อแมปดินที่เสี่ยงต่อความล้มเหลวได้

ผู้ร่วมเขียนบทความคนอื่นๆ ได้แก่ Lauren Larsen และ Kurt Cuffey ศาสตราจารย์ด้านภูมิศาสตร์ของ UC Berkeleyบาคาร่า สมัครบาคาร่า