I geofisici della SMU hanno utilizzato immagini satellitari per identificare più di 600 frane a movimento lento che si verificano vicino alla costa occidentale degli Stati Uniti

Meno del 5% di queste frane in California, L'Oregon e lo stato di Washington erano stati precedentemente identificati.

Il professore di geofisica Zhong Lu e il suo team presso la SMU (Southern Methodist University) hanno ricevuto quasi 1 milione di dollari negli ultimi 4 anni dal programma di ricerca interdisciplinare della NASA in scienze della terra e dalla NASA Earth Surface and Interior Focus Area per studiare le frane sulla costa occidentale.

La maggior parte delle grandi frane che hanno trovato erano nelle catene montuose del Washington occidentale, Oregon sudoccidentale e California nordoccidentale. In alcuni casi, le frane identificate erano entro 0,5-5 chilometri da più città e strade.

"Queste frane si stanno attualmente muovendo lentamente. Ma sono già in uno stato di squilibrio di forze. Quindi alcune altre forze esterne, come terremoti o pioggia, potrebbe trasformarli in un disastro, " disse Yuankun Xu, un ricercatore post-dottorato che lavora nel SMU Radar Laboratory di Lu e autore principale di uno studio pubblicato sulla rivista Frane .

Co-autore Lu, Shuler-Foscue Chair presso il Dipartimento di Scienze della Terra di Roy M. Huffington della SMU, disse, "Non vogliamo dare l'impressione che queste frane siano in difficoltà domani. No, queste frane hanno un'aspettativa di vita che va da anni a mille anni".

Ancora, i ricercatori hanno esortato i responsabili delle politiche in questi stati occidentali a monitorare il movimento delle frane ora identificate in modo che possano prevenire il verificarsi di una catastrofe.

"Mi preoccuperei molto se vivere, lavorando o facendo il pendolare su o vicino a una delle frane, ", ha affermato il coautore dello studio William H. Schulz, un geologo di ricerca nel programma per i rischi di frana dell'USGS. "Però, gli esseri umani possono e hanno affrontato con successo singole frane e pendii potenzialmente instabili in passato. Sono necessari studi dettagliati eseguiti da professionisti che coinvolgono la caratterizzazione e la modellazione geologica dell'ingegneria affinché qualsiasi frana possa stimare e mitigare con precisione i potenziali rischi futuri".

Altri scienziati che hanno aiutato con questo studio sono stati Jinwoo Kim, Ricercatore SAR/InSAR presso il Radar Laboratory SMU e Kelli Baxstrom, un geologo ricercatore nell'USGS Landslide Hazards Program.

Le frane uccidono migliaia di persone ogni anno in tutto il mondo

Le frane si verificano quando masse di roccia, il suolo o la terra cadono lungo un pendio a causa della gravità. Causano migliaia di morti ogni anno in tutto il mondo, e solo negli Stati Uniti, il danno supera i $ 2 miliardi all'anno da queste diapositive.

Ancora, le frane possono essere difficili da individuare prima che diventino un pericolo, quando le forti piogge provocano improvvisamente uno spostamento rapido del terreno.

Delle 617 frane rilevate negli stati occidentali degli Stati Uniti, solo 29 di questi erano già inseriti nel database nazionale delle frane. Queste frane si trovano in genere attraverso eventi segnalati dall'uomo e mappe geologiche.

"Le frane di cui sapevamo in precedenza sono quelle che le persone possono facilmente individuare dall'autostrada o nelle aree urbane, " disse Lu. "Quelle sono frane che si muovono molto rapidamente."

Altre frane, però, sono più difficili da identificare a causa della copertura arborea o perché non ci sono crepe evidenti nella topografia, Lui ha spiegato.

Xu, Lu e il resto del team di ricerca hanno utilizzato immagini radar satellitari per svelare frane dallo spazio precedentemente non identificate. Queste immagini, presi dal 2007 al 2011 e dal 2015 al 2019, provenivano da strumenti radar chiamati PALSAR (Radar ad apertura sintetica in banda L di tipo Phased Array) montati sui satelliti per l'osservazione della terra avanzata della Japan Aerospace Exploration Agency.

Con questa tecnologia radar interferometrica ad apertura sintetica (chiamata InSAR, in breve) le immagini satellitari consentono agli scienziati di rilevare cambiamenti che non sono visibili ad occhio nudo. La tecnologia satellitare può catturare il movimento del suolo con una precisione di sub-pollici o meglio, con una risoluzione spaziale di poche iarde su migliaia di miglia, dicono i ricercatori.

Essenzialmente, qualsiasi movimento della superficie terrestre in avvicinamento o in allontanamento dal satellite può essere misurato e rappresentato come una "immagine". Questa immagine mostra quanto la superficie si è spostata o deformata durante il tempo tra le immagini.

Lu, uno scienziato leader nelle applicazioni InSAR, ha usato lo stesso metodo per rivelare nel 2018 che le doline si stanno espandendo e formando nel Texas occidentale dominato dai giacimenti petroliferi a un ritmo sorprendente.

In questo studio attuale, il team di geofisici ha raccolto un totale di 7, 073 immagini degli stati degli Stati Uniti occidentali dal 2007 al 2011 e dal 2015 al 2019 per vedere se la terra si fosse spostata rispetto alle immagini precedenti. Il team si è concentrato sulla ricerca di grandi, frane a movimento lento perché queste avevano il maggior potenziale di causare danni significativi.

Hanno scoperto che il 70 percento delle frane identificate si muoveva a un ritmo costante, scivolando più giù per un pendio da dove erano stati l'anno prima. Queste frane si spostavano in media da decine di centimetri a pochi metri all'anno, ha detto Lu.

Ma Lu ha notato che il cambiamento climatico potrebbe accelerare la velocità con cui queste frane diventano catastrofiche, poiché "il cambiamento climatico sta producendo situazioni climatiche anomale". Ad esempio, è possibile che le precipitazioni record, simile a quanto visto in Europa e in Cina quest'anno, potrebbe peggiorare alcune delle frane sulla costa occidentale.

Quelle frane variavano in dimensioni dall'equivalente di 7 a 2, 400 campi da calcio.

Sebbene InSAR sia stato molto efficace nel rilevare le frane, Lu ha affermato che probabilmente ci sono ancora più frane non identificate a movimento lento sulla costa occidentale degli Stati Uniti perché le foreste estremamente dense potrebbero ostacolare la capacità di InSAR di individuarle. Le immagini satellitari InSAR sono anche meno in grado di rivelare movimenti di frana orientati perpendicolarmente alla "linea di vista" del sensore radar.

Il computer ad alte prestazioni di SMU è stato fondamentale per questo studio

Xu ha affermato che il supercomputer della SMU è essenziale per analizzare ad alta velocità la gigantesca quantità di dati inerente all'utilizzo della tecnica InSAR.

"E' l'eroe non celebrato, '", ha detto Lu. "Senza di essa, non saremmo stati in grado di fare questa ricerca."

Puoi vedere dove sono state trovate le frane lente qui.