Полученные данные свидетельствуют о том, что такие радиолокационные данные, если они собираются регулярно с бортовых систем или спутников, могут, по крайней мере, в некоторых случаях предвидеть провалы в грунте до того, как они произойдут, уменьшая опасность для людей и имущества.Воронки — это углубления в земле, образующиеся при обрушении поверхностных слоев Земли в каверны внизу. Обычно они образуются без предупреждения. Данные были собраны в рамках продолжающейся кампании НАСА по наблюдению за опусканием земли вдоль побережья залива Луизиана.
Исследователи Кэтлин Джонс и Рон Блом из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния, проанализировали снимки местности, полученные с помощью интерферометрического радара с синтезированной апертурой (InSAR) во время полетов с помощью радара с синтезированной апертурой для необитаемых летательных аппаратов (UAVSAR), использующего C- 20A, июнь 2011 г. и июль 2012 г. InSAR обнаруживает и измеряет очень тонкие деформации на поверхности Земли.Их анализ показал, что поверхностный слой земли значительно деформировался, по крайней мере, за месяц до обрушения, перемещаясь в основном горизонтально до 10,2 дюймов (260 миллиметров) к тому месту, где позже образовался провал. Эти предшествующие поверхностные движения охватили гораздо большую площадь — около 1640 на 1640 футов (500 на 500 метров) — чем площадь первоначального провала, который составлял около 2 акров (1 гектар).Результаты исследования опубликованы в февральском номере журнала «Геология».
«Хотя горизонтальные деформации поверхности ранее не считались признаком карстовых воронок, новое исследование показывает, что они могут предшествовать образованию воронок заранее», — сказал Джонс. «Этот вид движения может быть более распространенным, чем считалось ранее, особенно на участках с рыхлой почвой у поверхности».Воронка в Байу-Корне неожиданно образовалась 3 августа 2012 года после нескольких недель незначительных землетрясений и пузырей природного газа, которые вызвали обеспокоенность населения.
Это было вызвано обрушением боковой стенки подземного хранилища, соединенного с соседней скважиной, эксплуатируемой Texas Brine Company и принадлежащей Occidental Petroleum. Исследование на месте показало, что полость для хранения, расположенная на глубине более 3000 футов (914 метров) под землей, была заминирована ближе к краю подземного соляного купола Наполеонвилля, чем предполагалось. Воронка, заполненная жидким навозом — жидкой смесью воды и пылевидных твердых частиц — постепенно расширяется и теперь составляет около 25 акров (10,1 га) и имеет глубину не менее 750 футов (229 метров). Он все еще растет.
«Наша работа показывает, что дистанционное радиолокационное зондирование может предложить метод мониторинга для выявления по крайней мере некоторых провалов до их поверхностного обрушения, и может быть особенно полезным в нефтяной промышленности для мониторинга операций в соляных куполах», — сказал Блом. «Соляные купола — это куполообразные структуры в осадочных породах, которые образуются там, где большие массы соли вытесняются вверх. Измеряя напряжение на поверхности Земли, эта возможность может снизить риски и предоставить количественную информацию, которая может использоваться для прогнозирования размера и скорости роста провала. . "Обычно карстовые воронки не имеют естественного дренажа с внешней поверхности и образуются в результате естественных процессов и деятельности человека.
Они встречаются в регионах с карстовым ландшафтом, где скала под поверхностью может растворяться грунтовыми водами, чаще всего в районах с известняком или другими карбонатными породами, гипсом или соляными пластами. Когда породы растворяются, они образуют пространства и пещеры под землей. размером от нескольких футов до сотен акров, а некоторые могут быть очень глубокими. Они представляют собой распространенную опасность во всем мире и встречаются во всех регионах США, включая Флориду, Миссури, Техас, Алабаму, Кентукки, Теннесси и Пенсильванию.
В то время как смертельные случаи из-за провалов в грунте случаются редко, в феврале 2013 года в Тампе, штат Флорида, был убит мужчина, когда его дом проглотил провал.Произведенный человеком провал в районе Байу-Корн образовался в районе, не подверженном провалам. Побережье Мексиканского залива в Луизиане и восточном Техасе расположено на дне древнего океана со слоями соли, которые образуют купола по мере подъема соли с более низкой плотностью.
Соляной купол Наполеонвилля под заливом Корн простирается до 690 футов (210 метров) от поверхности. Различные компании разрабатывают каверны в куполе, растворяя соль для получения рассола, а затем хранят в них топливо и соленую воду.
Джонс и Блом говорят, что продолжающийся мониторинг этой области с помощью UAVSAR совсем недавно, в октябре 2013 года, показал расширение области деформации, которая может повлиять на другие близлежащие полости для хранения, расположенные около внешней стены соляного купола. Поскольку карстовая воронка Байу-Корн теперь заполнена водой, измерить деформацию области с помощью InSAR труднее. Однако, если деформация распространяется далеко за границы воронки, InSAR может продолжать отслеживать движение поверхности, вызванное изменениями под поверхностью.
Продолжающийся рост провала в грунте угрожает сообществу и автомагистрали 70, поэтому существует острая необходимость в надежных оценках того, насколько быстро он может расшириться и насколько большим в конечном итоге может стать.«Такие данные могут иметь большое значение для определения направления, в котором карстовая воронка может расшириться», — сказал Джонс. «В Байу-Корн, похоже, материал продолжает поступать в огромную пещеру, которая подвергается обрушению».
Блом говорит, что в ближайшее время нет планов по запуску UAVSAR над местами, подверженными провалам.«Вы можете потратить много времени на полет и обработку данных, не захватив воронку», — сказал он. «Наше открытие в Байу-Корн было действительно случайным. Но оно действительно демонстрирует одно из ожидаемых преимуществ спутника InSAR, который может часто снимать большие площади».
«Ежегодно неожиданные движения грунта из-за провалов в грунте, оползней и обвалов дамбы обходятся в миллионы долларов и многие жизни», — сказал Джонс. «Когда есть небольшое движение перед катастрофическим обрушением, такие тонкие предварительные подсказки могут быть обнаружены InSAR».НАСА следит за жизненно важными показателями Земли с земли, воздуха и космоса с помощью флота спутников и амбициозных воздушных и наземных наблюдательных кампаний.
НАСА разрабатывает новые способы наблюдения и изучения взаимосвязанных природных систем Земли с помощью долгосрочных записей данных и инструментов компьютерного анализа, чтобы лучше понять, как меняется наша планета. Агентство делится этими уникальными знаниями с мировым сообществом и работает с учреждениями в Соединенных Штатах и ??во всем мире, которые способствуют пониманию и защите нашей родной планеты.Для получения дополнительной информации о UAVSAR посетите: http://uavsar.jpl.nasa.gov/
Для получения дополнительной информации о деятельности НАСА в области наук о Земле в 2014 г. посетите: http://www.nasa.gov/earthrightnow.Для получения информации о последних открытиях НАСА в области науки о Земле посетите: http://www.nasa.gov/earth
Калифорнийский технологический институт управляет JPL для НАСА.