È un vero shock quando il terreno sotto i tuoi piedi, la tua casa o il tuo campo scompaiono improvvisamente lasciando un buco. Questa buca può essere profonda decine di metri o più, e alla fine condurrà in una cavità che può estendersi verso il basso per centinaia di metri sotto terra.

Chiamiamo queste doline, e sono un problema globale. A volte le doline sono un fenomeno puramente naturale, ma possono anche essere associati a precedenti attività industriali, più comunemente minerario. Quindi, come fanno gli scienziati come noi a rilevare una dolina prima che appaia in superficie?

La geologia delle rocce sotto di te è un indizio sulla possibilità di doline. Il calcare è soggetto a dissoluzione da parte delle acque sotterranee che possono, col tempo, creare enormi reti di grotte sotterranee conosciute come carsiche. Questi possono collassare verso il basso a causa della gravità, portando a grandi depressioni superficiali e danni da subsidenza e persino alla completa perdita di case.

Storiche miniere di carbone scarsamente mappate e registrate, sale, potassa, stagno e rame lasciano spesso dei vuoti nel terreno. Questi vuoti possono eventualmente emergere in superficie nel tempo man mano che il tetto crolla progressivamente. Questi crolli possono essere graduali, o può succedere all'improvviso, con depressioni superficiali che appaiono durante la notte senza preavviso. Tali eventi rapidi sono spesso associati a cambiamenti nelle acque sotterranee o durante eventi di precipitazioni eccessive.

In una regione dove tutte le rocce superficiali sono calcaree, come la Florida o gran parte della Cina, è difficile evitare il rischio che questi comportano poiché spesso c'è poco preavviso.

Nelle aree densamente popolate, come il Regno Unito, la mancanza di terreno disponibile sta portando all'utilizzo di siti dismessi, spesso senza un'adeguata conoscenza preliminare o indagine sul terreno. Il risarcimento è disponibile per alcuni tipi di collasso, come le passività minerarie del carbone che sono coperte da The Coal Authority, ma molte delle altre cause sono viste dagli assicuratori come "atti di Dio" e la copertura è costosa o difficile da ottenere.

Ricerca di doline

Entrambi abbiamo lavorato sul problema delle doline ovunque, dalle miniere d'oro in Australia al Medio Oriente, in particolare in Kuwait e nel Mar Morto, e le Bahamas. Siamo stati anche in tutto il Regno Unito e in Irlanda, guardando le cavità minerarie nel Galles meridionale, Yorkshire e le ceramiche, e crolla dal furto medievale di gesso per malta sotto una strada principale vicino a Londra.

Negli anni, siamo diventati esperti nella misurazione della gravità terrestre ad altissima precisione fino a poche parti su un miliardo. Questo è noto come microgravità. Possiamo usarlo per rilevare una cavità, o anche un'area parzialmente riempita con meno densità delle rocce circostanti, molto prima che qualsiasi collasso raggiunga la superficie.

Spesso, siamo stati chiamati dopo che si è verificato il primo crollo per rilevare tutte le altre potenziali doline nelle vicinanze. Gli sviluppatori devono iniziare a pensare a questo tipo di lavoro prima inizia la costruzione.

Un'ulteriore innovazione che abbiamo sviluppato è quella di realizzare ciò che è noto come 4-D, variabile nel tempo, indagini di microgravità ripetute a intervalli di mesi o anni. Questo ci permette di rilevare i cambiamenti di gravità, che suggeriscono che le cavità si stanno propagando verso la superficie e potenzialmente diventano instabili.

Abbiamo osservato una sezione problematica del Trent and Mersey Canal nel Cheshire dal 2002 e abbiamo ripetuto le letture su base più o meno annuale. In questo periodo, i risultati della microgravità suggeriscono anomalie crescenti e che le miniere di sale sottostanti, che sono state la ragione per cui i canali sono stati costruiti in primo luogo, stanno diventando meno stabili. Ciò può essere dovuto a perdite dai canali stessi o a piogge intense più frequenti al variare del clima.

Un recente crollo di una sezione dello stesso canale vicino a Middlewich, che ha causato grandi disagi e ha quasi portato alla perdita della vita, ha messo a fuoco il nostro lavoro. Il percorso proposto della Fase 2 dell'HS2 dovrebbe attraversare una porzione significativa di questo Cheshire Salt Field, dove la subsidenza è molto comune e le sfide ingegneristiche per questa linea ad alta velocità saranno considerevoli. Abbiamo contribuito a una nuova serie di Channel 5 sulle foibe che ha trattato questo problema e il nostro lavoro in modo approfondito. Speriamo di essere in grado di fornire indicazioni su come sistemare l'area e dove questa tecnica potrebbe essere utilizzata per mappare altre aree vulnerabili lungo questa rete di corsi d'acqua. Dopotutto, è possibile fare qualcosa per le doline, se possono essere rilevate in tempo.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.