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Il cambiamento climatico sta determinando modelli di precipitazioni più volatili in tutto il mondo:tratti molto asciutti punteggiati da tempeste che lasciano cadere grandi quantità di pioggia o neve in un breve lasso di tempo. Sebbene gli incantesimi più umidi e più secchi possano avere determinati effetti facili da prevedere, ad esempio sui livelli dell'acqua nei laghi e nei fiumi, un recente studio incentrato sulla California rivela che possono influenzare le frane lente in modi imprevisti.
I ricercatori si aspettavano che le frane a movimento lento - in cui la terra si insinua in discesa di pochi centimetri per piedi in un anno - nella California meridionale arida come le ossa si comportassero in modo diverso da quelle della piovosa California settentrionale quando esposta a forti precipitazioni e condizioni di siccità. Ma non era così. Gli autori dello studio hanno scoperto che le frane nelle regioni più umide e secche della California hanno mostrato una sensibilità simile alle precipitazioni estreme, spostandosi in media più velocemente e più lontano in discesa durante i periodi piovosi rispetto agli anni di siccità.
L'acqua provoca le frane e sapere come reagiscono alle frane alla siccità record o alle precipitazioni estreme può aiutare i ricercatori a prevedere meglio il loro comportamento futuro, incluso se qualcuno potrebbe crollare o fallire in modo catastrofico. L'obiettivo generale è quello di sviluppare un inventario statale del comportamento delle frane che informi una rete di monitoraggio. Sebbene le frane a movimento lento non rappresentino necessariamente un pericolo immediato per le persone o le infrastrutture, nel tempo possono danneggiare cose come strade ed edifici. E in alcuni casi possono crollare improvvisamente, come è successo con la frana di Mud Creek vicino a Big Sur nel 2017.
"Pensavo che i risultati sarebbero stati abbastanza diversi tra la California settentrionale e quella meridionale", ha affermato Alexander Handwerger, scienziato delle frane presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA nella California meridionale e autore principale dello studio, che è stato recentemente pubblicato in Geophysical Research Letters . Il suo lavoro fino a questo documento si è concentrato sulle frane nel nord della California, quindi non era sicuro di cosa avrebbe visto guardando le parti più aride dello stato.
Comportamento sorprendente
La California ospita più di 650 frane lente e Handwerger ei suoi colleghi si sono concentrati su 247 frane lente con un'area media di 0,2 miglia quadrate (0,5 chilometri quadrati). Hanno quindi analizzato un sottoinsieme di 38 che differiva per quanta pioggia hanno ricevuto, i tipi di roccia di cui erano fatti, gli ambienti in cui si sono verificati (costieri rispetto all'entroterra) e se si trovavano in aree sviluppate o non sviluppate. I ricercatori hanno esaminato il comportamento di queste frane dal 2015 al 2020, un periodo con ampie oscillazioni delle precipitazioni:mentre il 2017 è stato il secondo anno più piovoso mai registrato per alcune parti della California, il 2015 e il 2016 sono stati anni eccezionalmente asciutti.
Hanno ottenuto informazioni sul movimento di una frana utilizzando i dati raccolti dai satelliti Sentinel-1 dell'ESA (Agenzia spaziale europea). Le misurazioni sono state automaticamente elaborate in mappe che mostrano il movimento del terreno dal progetto JPL-Caltech Advanced Rapid Imaging and Analysis (ARIA) Center for Natural Hazards. (Caltech, a Pasadena, gestisce JPL per la NASA.)
I ricercatori sapevano che le frane a movimento lento nelle parti più umide dello stato rimanevano abbastanza sature durante tutto l'anno. Non si aspettavano di scoprire che sia le frane già impregnate d'acqua che le loro controparti più asciutte acceleravano e si spostavano più in discesa durante i periodi di pioggia rispetto ai periodi più asciutti.
Prevedere il futuro
Comprendere meglio il motivo per cui le frane reagiscono nel modo in cui reagiscono alle piogge o alla siccità potrebbe aiutare i ricercatori a prevedere eventi futuri come la frana di Mud Creek. È crollato durante un anno molto piovoso per la California in cui simili frane non sono crollate. "Stiamo cercando di capire perché questo accade", ha detto Handwerger.
Una migliore comprensione del comportamento delle frane potrebbe consentire a una rete di monitoraggio che fornisce avvisi ai funzionari locali e statali, nonché ai ricercatori, di tenere d'occhio una frana o un gruppo di frane che hanno iniziato a comportarsi in modo diverso. Potrebbe anche aiutare a costruire un sistema di allerta per le comunità in pericolo da una frana, oltre a influenzare la pianificazione relativa allo sviluppo e alle infrastrutture.
La chiave di una tale rete di monitoraggio è la capacità di eseguire studi dettagliati su larga scala. E ciò è reso possibile dai progressi della tecnologia satellitare, che hanno consentito a veicoli spaziali come Sentinel-1 di fornire dati più frequenti e accurati sui cambiamenti della superficie terrestre su aree più ampie. Prossime missioni come NISAR (abbreviazione di Satellite NASA-Indian Space Research Organization Synthetic Aperture Radar) monitoreranno i cambiamenti sulla superficie terrestre utilizzando una frequenza radar diversa che può "vedere" meglio attraverso la vegetazione rispetto a Sentinel-1. Come quella missione, NISAR renderà i suoi dati liberamente disponibili al pubblico.
Anche le analisi dispendiose in termini di tempo e di dati stanno diventando più facili da eseguire grazie a progetti come ARIA e un imminente progetto sponsorizzato dalla NASA chiamato OPERA (o prodotti osservativi per utenti finali da analisi di telerilevamento). OPERA, gestita da JPL, utilizzerà le misurazioni di missioni come Sentinel-1 e NISAR per produrre dati che mostrano i cambiamenti della superficie terrestre. Questi prodotti forniranno a gestori delle risorse, agenzie federali e ricercatori, tra gli altri, misurazioni dettagliate di gran parte dell'America settentrionale e centrale, eliminando la necessità di dedicare tempo a elaborare i dati in un formato adatto per l'analisi e il processo decisionale. + Esplora ulteriormente
