האיום הגדל של Thawing Permafrost: Landslide Risks in a Warming Arctic

מעבר לאנטארקטיקה, שינוי שקט אך רב עוצמה הוא כבר במשך אלפי שנים, תקופות עצומות של קרקע נותרו מוצקות, נעולות במצב של חורף כמעט-פרטי, קרקע קפואה זו, המכונה Permafrost, עכשיו הוא במהירות thawing כמו טמפרטורות גלובליות עלייה, מעורר סקאות של סיכונים סביבתיים.

מה זה Permafrost ולמה זה חשוב?

Permafrost מוגדר כקרקע שנשארה או מתחת ל 0 °C (32 °F) במשך לפחות שנתיים רצופות. זה מתחת 24% משטח הקרקע הנחשף בחצי הכדור הצפוני, המשתרע על פני אלסקה, קנדה, סיביר וחלקים של סקנדינביה. שכבה קפואה זו יכולה להיות רק כמה מטרים עבה או להאריך מאות מטרים עמוקים.

יציבותו של permafrost היא מנוף של גיאמורפולוגיה הארקטית.הקרח בתוך האדמה הקפואה פועל כמגן טבעי, מלטף יחד שלדים, קברים וסלע. על מדרונות, ממטריקס קפוא זה מספק כוח Shear המונעת את משיכת הכבידה, כאשר permscalerost נשאר שלם, מדרונות יציבים אפילו על ⁇ תלולים יחסית זה הוא תפקיד חיוני על ידי כדור הקרח, במיוחד, כאשר permlopt רחב של כדור הארץ, 000, 000, 000, 000, 000 יעיל, 000, 000, 000 יעיל, 000, 000 יעיל, 000, 000, 000 יעיל, 000, 000 יעיל, 000.

סוגים של Permafrost ו- Susceptibility to Thaw

לא כל permafrost פגיע באותה מידה ל-thawing או נוטה למפלות. מדענים מסווגים permafrost מבוסס על תוכן הקרח שלה והפצה:

  • (ב) ,0 (Ice-rich Permafrost:cioFLT:1 Contains מסיבי קרח עדשות קרח, Wedges, או פיסול קרח.It הוא רגיש מאוד לתרמוקארסט (התמוטטות הקרקע) ומפולות אדמה כאשר הם משחיתים.
  • (ב) ל-0 (Ice-poor permafrost:cioFLT) 1 יש תוכן קרח נמוך, לעתים קרובות ברוק או קברים קרום כפיים, בעוד עדיין רגיש לשינויים בטמפרטורה, סביר פחות ליצור כשלונות קטסטרופליים על כף.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ (בלטינית:0) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

באזור המעצור, עלייה קטנה בטמפרטורה יכולה לגרום להידרדרות מהירה של permafrost, מה שהופך את האזורים האלה נוטה במיוחד למפלות קרקע.

מכניזם של הפללה מפליטת Initiation של Permafrost Thaw

הקשר בין permafrost thaw ו מפולות הוא ישיר ורב פנים. כמו הקרקע חם, הקרח המספק התכות תמיכה מבנית, המוביל סדרה של תהליכים מרתיעים.

אובדן של Cohesion ו- Shear Power

אדמה קפואה חייבת את כוחה במידה רבה לקרח בין חלקיקים.כאשר הקרח מתוסס, חללי פואר ממלאים מים, צמצום דרמטי של עוצמת הרהר של הקרקע.קרקע החותמת הופכת לחרוטה רוויה דמוית נוזל, שהיא רגישה מאוד לזרימה.

Thermokarst ו- Ground Ice Loss

כאשר קרח קרקעי מסיבי מתמס, פני השטח מתמוטטים לדיכאון הנקרא thermokarst. זה תת-קרקעי פתאומי יכול מתחת לרצים, יצירת צלקות ראש ודהירות שטח סמוך.הרומקארטס גללים ובורים יכולים להתפתח לתוך גדול גדול רטרוgressive thawslumps - מפולות קרקעיות נסוגות בהדרגה כמו קרח עשיר permrostrost ממשיך כדי לנפחים ענקיים, לפעמים, הם מרחיבים חומר עצום של חומר אורגני.

לחץ הידרוסטטי ו- Pore Water Dynamics

התמההה permafrost משחרר מים שאינם יכולים לחדור עמוק יותר לתוך הקרקע הקפואה למטה.זה יוצר שולחן מים חרק בתוך השכבה הפעילה, לחץ מים גובר.לחץ פוד מקטין את הלחץ האפקטיבי בין דגנים קרקעיים, מה שהופך את המדרדרון להסתברות גבוהה יותר להיכשל.מנגנון זה אנלוגי לאופן שבו הגשמים הכבדים גורמים מפולות באזורים ממוזגים, אבל באזור הארקטי, מקור המים הוא פחות מתמוסס קרח.

דוגמאות אזוריות של Permafrost-Driven Landslide

מפולות קרקע הנגרמות על ידי permafrost t היפותטי - הם מתרחשים עם תדירות מוגברת וגודל ברחבי הארקטי.

Thaw Slumps in the Yukon and Northwest

במערב הארקטי של קנדה, slumps רטרואקטיבי הפך סוכן גיאמורפילי דומיננטי.מחקר מראה כי מספר slumps גדול (>0.1 ק"מ2) גדל באופן דרמטי מאז שנות ה-80, מתואם עם טמפרטורות אוויריות גבוהות יותר בקיץ. באזורים מסוימים, slumps כבר נצרך גבעות שלמות, העברת כמויות עצומות של בוץ ופחמן אורגני לתוך נהרות ומק"ד.

Active-Layer Detachments inאלסקה North Slope

על צפון אלסקה סלופה, שבו permafrost מתמשך שולט, סטיות שגרה שכבות נפוצים.אירוע בולט בשנת 2015 ליד הכפר פוינט לי מעורב ניתוק מסיבי שזחלים על פני שטח רחב 2 ק"מ, חסום נהר ותשתית מאיימת. מחקרים באמצעות צילום לווייני חושף כי אירועים כאלה הפכו נפוצים יותר, במיוחד בקיץ עם טמפרטורות חמות ושפלות מוקדם.

מפולות חוף ואירויון בסיביר

החוף הסיבירי, במיוחד לאורך הים Laptev ומזרח סיביר, נמצא תחת מצור הן משחיקה תרמית והן מפולות אדמה. Thawing permafrost יחד עם פעולה גל גרם נסיגה מהירה החוף, במקומות מסוימים מעל 20 מטרים בשנה. כאשר עגבת קרח עשירה, הם לעתים קרובות מעוררים מפולות כי זרקו שומן ופחמן אורגני ישירות לתוך האוקיינוס הארקטי, עם השלכות על מערכות אקולוגיות ופחמי פחמן ימיים ופחמי פחמן.

השפעות של מפולות קרקעיות מוגברת על אנשים וסביבתם

ההשלכות של מפולות תכופות וגדולות יותר בקו הארקטי משתרעות הרבה מעבר לכשל המדרדר המיידי.

איומים על קהילות ותשתית ילידיות

קהילות רבות הארקטיות בנויות על או ליד permafrost. Landslides יכול לפגוע ישירות בתים, כבישים, אוויריות צינורות. בשנת 2020, חלק גדול של slump הרס של הכביש היחיד המקשר את הקהילה של Tuktoyaktuk בשטחים הצפון-מערביים בקנדה ליבשת כזו הפרעות יכול לבודד קהילות, לעכב שירותי חירום, להגדיל את העלות של חיים עבור אנשים אשר יכולים להסתמך על כבישים רגישים, חסימת מים ופצועים, כדי למנוע את הצמיגים, כדי לבודדים, לפצועים, כדי למנוע את הפולשים, לקרקעות, לקרקעות, לפצועים, לקרקע.

ווטרוויי בלוקים ומבול

פסולת מפולת יכולה לסכר נהרות וליצור אגמים זמניים שעלולים לפרוץ באופן קטסטרופלי. ב-2022, מפולת אדמה בטווח ברוקס של אלסקה פגעה בנהר, ויצרה אגם שהועלה את הסכר בתוך שבועות, מה שגורם לשיטפונות גדולים במורד הזרם.

שחרור פחמן ואקלים

Permafrost מאחסן 1,600 גיגה-אטים של פחמן אורגני - כמעט כפול הכמות כיום באטמוספירה.כאשר permafrost thaws ו-Landslides לגייס חומר זה, הפחמן הופך להיחשף לפירוק מיקרוביאלי, שחרור פחמן דו-חמצני ומתאן לתוך האווירה.פולות אדמה יכול להאיץ את התהליך הזה על ידי העברת אדמה עשירה במהירות של אורגני לגופים מים והיכן הם שיעורי התחממות גבוהה יותר, אשר הופך גזים מסוכנים יותר.

אכזבה אקולוגית

מפולות קרקעיות יכולות לקבור צמחייה, להרוס את בית הגידול של חיות בר, ולשנות את המשטר ההידרולוגי.זרמים והאגמים המלאים במשקעים הופכים ממורחים, להפחית את חדירת האור ופוגעים באוכלוסיות הדגים.הזרם הפתאומי של חומרים מזינים ומשקעים יכול לגרום לאלגל ולפענוח חמצן.

אסטרטגיות מייגציה ותגובה הנדסית

צמצום הסיכונים מפולות קרקע הקשורות ל- Permafrost דורש שילוב של ניטור, הנדסה וגישות מדיניות.

טכניקות ייצוב

מהנדסים יכולים להאט את permafrost על ידי שימוש בטכניקות שמירה או להפחית טמפרטורות קרקעיות.

  • (FLT:0) Thermosyphons:FLT:1 מכשירים כי באופן פסיבי להסיר חום מן הקרקע, לעתים קרובות משמש לייצב יסודות בנייה צינורות.הם יכולים להיות מותקנים בבסיס המדרונות כדי לעזור לשמור על קפואים permafrost.
  • (ב) ⁇ :0) ,5 ,1 ,5 , פקדים על לוחות קצף או כריות כבדות על פני permafrost כדי להפחית את העברת החום מן פני השטח.
  • (ב) ⁇ :0) משטחים נסתרים: ציור 1FLT 1 או כיסוי מדרונות עם חומרים בצבע בהיר כדי להפחית את ספיגה השמש.

סליפא חיזוק ודרקינד

עבור מדרונות שכבר מראים סימנים של חוסר יציבות, חיזוק פיזי עשוי להיות הכרחי.זה יכול לכלול שמירה על קירות, ברגים סלע, או אדמה המסמר באזורים שבהם permafrost הוא רדוד. ניקוז נכון הוא גם קריטי: התקנת טיפות או צינורות מחומצים להמיס מים הרחק ממורדות פגיעים מפחית לחץ פועם ואת הסבירות של כישלון.

תכנון קרקע-Use ו ניטור

ההפחתה היעילה ביותר היא הימנעות מבניה באזורים הפגיעים ביותר.מפת סיכונים Permafrost, המודיעה על ידי נתונים לוויין גבוה סקרי קרקע, יכולה לזהות אזורים בסיכון גבוה עבור מפולות ממשלתיות בקנדה, ארה"ב ורוסיה מתפתחות מפות יציבות permafrost כדי להנחות תכנון בזמן אמת באמצעות GPS, להטות, מילימטרים ולוויינים (ב) יכולים לספק אזהרות מוקדמות של תנועת מכדרונות.

הסתגלות קהילתית

קהילות ילידיות ומקומיות מעורבות יותר ויותר במאמצים להתאמה.סדנאות, הכשרה בזיהוי מפולת, ותוכניות ניטור מבוססות קהילה מסייעות לתושבים להגיב במהירות לסיכוןים מתעוררים.העברה של מבנים בסיכון היא לעתים הכרחית, אם כי זו אפשרות יקרה וקשה מבחינה חברתית.

תחזית אקלים והפסדים Permafrost

מודלים אקליםיים שטמפרטורות הארקטיות ימשיכו לעלות, עם ההתחממות הגדולה ביותר המתרחשת בחורף.תחת תרחיש גבוה של הרשאות (RCP 8.5), עד 90% של permafrost ליד הקרקע יכול להיות אבוד בסוף המאה. אפילו תחת הפחתה מתונה, חלק משמעותי של permrost יהיה חטוף.

אזורים חדשים, כגון אזורי permafrost של צפון סקנדינביה ואת הקצה הדרומי של אזור permafrost בקנדה, עשויים להפוך כתמים חמים מפולסים פעיל.אזורים החוף יהיה להתמודד עם ההשפעות המורכבות של permafrost thaw, עלייה ברמת הים, עלייה מוגברת סערה, המוביל אפילו יותר שחיקה מהירה ונפיחות.

מחקרים מראים כי התזמון של אירועים מפולת אדמה עשוי להשתנות גם כן. חורף Warmer עם פחות כיסוי שלג עשוי לאפשר חדירה יותר של כפור עמוק יותר בשכבה הפעילה, אבל זה מסתכם על ידי שלג מוקדם יותר ועונות ארוך יותר.האפקט נטו הוא כנראה הרחבה של עונת המפלת הקרקע בסתיו ובאביב מוקדם.

הצורך בפעילות מחקר ומדיניות מתמשכת

(הופנה מהדף Permafrost thaw ו-Landslide דורש השקעה מתמשכת במדע, רשתות ניטור ושינוי האקלים הקטנת עדיפויות מחקר מפתח כוללים שיפור ייצוג של דינמיקה permafrost במודלים של מערכת כדור הארץ, הרחבת תצפיות שדה באזורים מרוחקים, ופיתוח כלים חיזויים עבור הערכת סיכונים לאומיים.

ברמת המדיניות, הפחתת פליטות גזי החממה נותר הכלי הבסיסי ביותר להאט את ההידרדרות של permafrost.(FLT:0 Interממשלתית פאנל על שינויי אקלים (IPCC) ,FLT:1 מדגיש כי הגבלת ההתחממות הגלובלית ל-1.5 מעלות צלזיוס או 2C יפחית באופן דרסטי את היקף אובדן permafrost בהשוואה לתרחישים התחממות גבוהה יותר.

מסקנה

Permafrost thawing הוא לא תוצאה מרוחקת או מופשטת של שינויי האקלים; זה מעצב מחדש באופן פעיל את הנוף הארקטי כאן ועכשיו.הקרח שפעם החזיק את הקרקע יחד הוא נמס, והתוצאה היא עלייה משמעותית במפולות אדמה שמאיים על אנשים, מערכות אקולוגיות, ויציבות האקלים העולמית, בעוד הנדסה וניטור יכולים לעזור לנהל סיכונים מקומיים, הפתרון היחיד לטווח ארוך הוא לטפל שורש: התחממות כדור הארץ, ממשיכה לשנות את תפקיד מכריע, בעוד שעדיין לאטום פוליטי.