A múlt hónapban Donald Trump elnök lépéseket tett egy kampány ígéretének javítása érdekében, amely az Egyesült Államok meglévő határkerítését "nagy, gyönyörű" falvá alakítja. Január 25-én a Fehér Ház végrehajtó rendeletet adott ki, amely bejelentette egy „biztonságos, egymással szomszédos és átjárhatatlan fizikai akadály létrehozását ... az illegális bevándorlás, a kábítószer- és emberkereskedelem, valamint a terrorcselekmények megakadályozása érdekében.” Most az Egyesült Államok Vám- és Határvédeleme - az a hivatal, amelynek feladata a határszabályok végrehajtása - arra törekszik, hogy ez a rendelet konkrét valósággá váljon.
A mai kerítés körülbelül 650 mérföld távolságban elhelyezkedő szegmensekből áll, amelyek acéloszlopok és sínek, fémlemez, láncszem, összekötő járművek akadályai és drótháló kombinációjából készülnek. A kerítés felváltása egy 20-50 láb hosszú betonszerkezettel, amely az Egyesült Államok Mexikó határának mintegy 2000 mérföldjének 1000 körzetén halad át, nem könnyű feladat. Amellett, hogy egy javasolt mexikói perrel foglalkoznak, és Texas nagy részének magántulajdonában navigálnak, van még egy aggodalom, amelyet kevés részlet foglalkoztatott részletesen: a geológia.
A márványpalota vagy a magas meredek templom építéséhez képest a fal felállítása viszonylag egyszerűnek tűnhet. Nem az. (Csak kérdezze meg a kínai embereket, akiknek a nagy fal 2000 évet épített, és nem tudta elkerülni a betolakodókat.) Bár a legtöbb falrajz meglehetősen egyszerű, az építőknek sokféle terepen kell alkalmazkodniuk - magyarázza Gary Clendenin, az ICF vezető hidrogeológusa. Az USA déli határa önmagában sivatagot, vizes élőhelyeket, gyepeket, folyókat, hegyeket és erdőket tartalmaz - ezek mindegyike rendkívül eltérő problémákat okoz az építők számára.
"Ennek a dolognak a hossza olyan kihívásokat jelent, amelyeket általában nem építenek egy építési projektben" - mondja Clendenin.
Lehetséges-e legyőzni ezeket az akadályokat? A Smithsonian.com két tudóstól, a geofizikustól és a hidrogeológustól kérdezte, mely geológiai tényezőket kell a fal építőinek elsőként figyelembe venni, ha végre akarják hajtani ezt a nagyra törő projektet.
Körülbelül 650 mérföld távolságban lévő kerítésszakaszok állnak az Egyesült Államok és Mexikó közötti közel 2000 mérföldes határ mentén. Sok szegmens, mint például a fenti képen, továbbra is lehetővé teszi a határon átnyúló kommunikációt. (Brian Auer / Alamy stock fénykép) A helyzet felmérése
A Pisai tornyot soha nem akarta meghajolni. 1173 és 1370 között épült, a kilométeres struktúrát körülbelül 30 láb finom folyami üledékek tetejére helyezték el, amelyet egy ősi tengeri agyag réteg alá helyeztek. Mivel azonban az építők összegyűjtötték a tonna márványt, a folyami üledékek nem tömörödtek egyenletesen. Tehát 1178-ra, amikor elvégezték a harmadik történet kidolgozását, a torony már megszerezte a jellegzetes dőlését.
Az olasz kormány azóta több millió dollárt költött annak biztosítására, hogy ez a szeretett mérföldkő ne essen föl. Az ilyen szerkezeti kudarc emlékeztet arra, hogy miközben őseinknek sikerült sok lenyűgöző látványosságot felállítani, „nem feltétlenül maradnak egyenesen”, Mika McKinnon terepi geofizikus szavaival. Az ilyen problémák megkerülésére ma a modern építők döntő lépést tettek az építési folyamatba: földmérés. Bár ez időigényes, ez a lépés kritikus fontosságú annak biztosítása érdekében, hogy az így kapott szerkezet az elkövetkező években a Terra Firmán maradjon.
Mielőtt egyetlen téglát fektetnének, tudósok csapata gyűlik össze a helyszínen, hogy megvizsgálja a részletek litániáját, az alapkőzet mélységétől a talaj kémiai szintjéig. A határfal esetében a javasolt út teljes hosszán át kellene haladniuk, szegmenseken dolgozva a régió értékeléséhez, adatok gyűjtéséhez és tervek kidolgozásához. (Ez a szükségesség teszi a falak - különösen a több ezer mérföldet átölelő falak - felállítását nagyobb kihívást, mint mondjuk egy 95 emeletes felhőkarcoló építése.)
"Őszintén szólva, ehhez évekre szükség lenne" - mondja Clendenin, aki olyan lineáris projektekre szakosodott, mint a vasutak és az utak. McKinnon egyetért. Az egyik projektén, amelyen dolgozott, egy három mérföldes csővezeték, most az ötödik évben végeznek helyszíni felméréseket.
Úgy tűnik azonban, hogy Trump parancsa mindössze hat hónapot igényel az összes felmérési és tervezési erőfeszítésre. A szükséges lépések hosszú listáján a végrehajtó végzése kimondja:
„Készítsen átfogó tanulmányt a déli határ biztonságáról, amelyet a megrendeléstől számított 180 napon belül el kell készíteni, és amely magában foglalja a déli határ biztonságának jelenlegi állapotát, a déli határ összes geofizikai és topográfiai szempontját, valamint a szövetségi és állami rendelkezésre állást. a déli határ teljes operatív ellenőrzéséhez szükséges erőforrások, valamint a déli határ teljes operatív ellenőrzésének megszerzéséhez és fenntartásához szükséges stratégia. ”
Amikor a Smithsonian.com felvette a kapcsolatot, a Vám- és Határvédelmi Ügynökség elutasította a fal jelenlegi ütemtervének kommentálását, e-mailben azt állítva, hogy "spekulatív lenne megválaszolni azokat a kérdéseket, amelyeket most feltesz." a Smithsonian.com tudósaival beszélt, hogy ez nem hamarosan megy fel.
...
Bejutás ágyba
Petra őskori városa az ősi geológiai előretekintés kiváló példája. Kr. E. 4. század körül Petra lakói ennek az egykor nyüzsgő kereskedelmi városnak az alapját közvetlenül a Vörös-tenger és a Holt-tenger közötti rozsdás és barnás homokkő sziklákba faragták. Noha a szél és az eső fenyegette, hogy lerontja a szerkezetet fentről lefelé, az alapkőzetben való szilárd gyökerezés - a szilárd szikla, amely a föld laza rétegei alatt fekszik - ezer évig tartotta a szerkezetet magasan.
Az ilyen alapkőzetben történő földelés kulcsfontosságú tényező egy megastruktúra felépítésekor - mondja McKinnon. Ha valami olyan kiterjedt, mint egy 1000 mérföldes fal, amely felfelé áll, 20 láb magas, az építőknek az egész dolgot a felület alatt kell rögzíteniük a mögöttes sziklához, ha azt akarják, hogy az egyenesen maradjon.
A probléma az, hogy az alapkőzetre való belépés döndör lehet. A határ nagy partjainál az alapkőzet tetején laza üledékek - kosz, talaj, homok - izmos rétege látható. Egyes régiókban az alapkőzet száz, ha nem több ezer lábnyira van. "Egyes helyeken az alapkőzet túl mély lesz - soha nem fogja megfizethető módon elérni az alapkőzetet" - mondja McKinnon.
"Ez rendben van, ha egy apró házat akar építeni, mert éppen úgy van, hogy lebeg az alapján" - tette hozzá.
De ha hatalmas szerkezetet építesz, „problémád van” - mondja.
A kaliforniai Algodones homokdűnéknél átmenő határkerítés speciális felépítésű, hogy illeszkedjen az állandóan változó dűne-környezethez. A keskeny, 15 láb magas oszlopok "lebegnek" a homok fölött, és függőleges irányban mozgathatók a dűnék eltolódásakor. (Egyesült Államok Határőrsége, Belbiztonsági Minisztérium) Ez nem azt jelenti, hogy lehetetlen építeni a homokra. De az ilyen struktúrák biztonságos felállításához a geofizikusok ma kiterjedt szeizmikus felméréseket végeznek annak alátámasztására. Ezeknek a képeknek a létrehozásához tüskeszerű geofonok sorát telepítik, amelyek 3D mikrofonok, amelyek észlelik a talaj minimális vibrációját, és ezeket elektromos jellé alakítják. Ezután nagy zajt adnak, gyakran robbanást kiváltva vagy nagy súlyt használva a föld földobásához. A geofonok rögzítik a rezgések szóródását és visszaverődését a föld alatti szerkezetek képének felmérésére, és megoldják a felszín alatt esetlegesen felmerülő problémákat.
McKinnon ebből a kérdésből először tapasztalta meg egy vízierőmű-gát építését, amelyet egy mérföld átmérőjű völgyre kellett építeni. A csoport elvégezte a térség összes megfelelő felmérését, és rájött, hogy a folyómederük alatt egy második, szennyeződésekbe eltemetett csatorna található. "Ha nem találtuk volna meg, és megpróbálnánk átépíteni a gátunkat, akkor a víz éppen erodálta volna a régi csatornát, és folyó lett volna a gát alatt" - mondja.
Két lehetőség van az üledékkel kapcsolatos ilyen problémák kiküszöbölésére: tömörítse az üledéket és mélyebb alapot adjon hozzá. Körülbelül 20 láb magas falnál az alapzatnak hat-nyolc lábnyira kell lennie a felület alatt - mondja Clendenin. Ezek a lépések drágák és időigényesek. De ragaszkodjon bármelyikükhöz, és "megkapja a Pisai-torony helyzetét" - mondja McKinnon.
Természetesen sok modern régiónak nincs gazdasági forrása ilyen felmérések elvégzéséhez és a mély alapok felépítéséhez. Az olaszországi Campania városai csúszó hajlamos üledékek tetejére épülnek - ezt a helyzetet súlyosbítja a növényzet helyi tisztítása és a szabályozatlan építés, amelynek általában nincs megfelelő alapja. Ezek a tényezők kiszolgáltatottá teszik térségük geológiájának szeszélyeit: 1998-ban, amikor iszapcsúszás hullott a városon, a házak az iszap súlya és mozgása alatt összeomlottak, és legalább 95 halott maradt.
...
Dirt Drama
„Van valami, ami nem szereti a falat / Amely a mélyebb földön megduzzad” - kezdődik Robert Frost „Mending Wall” című verse. Lehetséges, hogy a fagy nem volt földtani kutató, de egy dolog rendben van: amikor a falak épülnek, a talaj duzzanatát jelentő fejfájás okozza. Ezért, miután a földmérők befejezték az építendő kőzet és föld jellegét, elkezdenek tanulmányozni a szennyeződést.
Az üledékek, különösen az agyagban gazdag anyagokban felvehetnek vizet, és úgy duzzadnak, mint egy szivacs egy tálban víz. Az ennek eredményeként kialakult duzzadási és zsugorodási ciklusok nedves és száraz időszakokban megrepedhetnek a szerkezetek alapjain. És az ilyen típusú talajok gyakoriak számos államban, ahol a határfalat építik, beleértve Texasot és Új-Mexikó részeit. Valójában az amerikai házak körülbelül fele olyan talajon épül, amelyek jelentősen kiterjednek, és az Egyesült Államok Építőmérnökök Szövetsége szerint ezeknek csaknem fele évente káros a talaj miatt.
A szennyeződés a fal tartórendszerét is meg tudja enni. A természetesen savas vagy magas kloridtartalmú talajok gyorsan lebontják a vasban gazdag fémeket - mondta McKinnon. Ezek a talajok „korrodálhatnak bármilyen, mondjuk, egy nagy, nagy fém hordót, amelyet beteszünk az alapja stabilizálására” - mondja. Más talajokban nagy mennyiségű szulfát van, ez a vegyület megtalálható a közönséges ásványi gipszben, amely mind a fémeket, mind a betont lebontja. A szulfátban gazdag talajok gyakoriak a texasi délnyugati részén található határ mentén található Trans-Pecos talajban.
Egy ilyen hosszú szerkezet fenntartása kihívást jelent. És még ha ilyen falat is fel lehet állítani, az álló helyzet megtartásához szükséges költségvetés nagysága továbbra sem világos. (Kevin Foy / Alamy stock fénykép) "Száz, ha nem több ezer különféle típusú talajt fogsz találni [egy ilyen hosszú] lineáris útvonalon - mondja Clendenin. (Valójában csak Texasban több mint 1300 fajta talaj található.) És ezek közül a talajok közül sok nem lesz a megfelelő típus a talaj tetejére. Ezen a ponton a leendő falépítőknek két lehetőség van: Töltsön több időt és pénzt a meglévő talajok feltárására és jobb szennyeződésre cserélésére, vagy pedig teljesen kerüld a régiót.
Egy dolog, amelyet azonban nem mindig tudnak elkerülni, a földrengések és áradások veszélyeztetett térségei. A folyók az USA – Mexikó határ jelentős részén haladnak, ami nagyon valódi árvízveszélyt jelenthet. A folyók melletti épület váratlan jogi kérdéseket is felvethet: Egy 1970-es szerződés megköveteli, hogy a kerítést a Rio Grande-folyótól vissza kell állítani, amely a Texas-Mexikó határt határolja. Emiatt a jelenlegi kerítés keresztezi a texasi földtulajdonos tulajdonát, és hiányosságokkal rendelkezik ahhoz, hogy a földtulajdonosok áthaladjanak.
A földrengések viszonylag gyakoriak az Egyesült Államok nyugati részén. A felépítéstől függően néhány ilyen remegés repedéseket vagy töréseket okozhat a falban - mondja McKinnon. Példa erre a 7, 2-es erősségű földrengés, amely 2010-ben sújtotta a kaliforniai-mexikói határ közelében, Austin Elliott, az Oxfordi Egyetem posztdoktori hallgatójának, akinek a kutatása a földrengések történetére összpontosít. "Ha az El Centinela falán [egy hegy Mexikó északi részén] lett volna fal, akkor az eltolt volna." - írja Elliott a Twitter-en.
...
A siker nem garantált még akkor sem, ha az összes megfelelő felmérést elvégezték és a négyzeteket bejelölték. "Olyan sok dolgot kell megtenni, mielőtt még az első kanálot kinyomtatnák" - mondja Clendenin.
A modern földmérési eszközök és a gondos tervezés ellenére a föld továbbra is meglepni fog, tette hozzá McKinnon. "Ez a rész, melyről úgy gondolta, hogy unalmas, egyszerű és könnyen megjósolható, valójában teljesen bonyolult" - mondja. „Nézzen meg minden nagyobb ásatást metrórendszerről, bármilyen nagyobb hídépítésről, bármilyen nagy toronykomplexumról; mindegyikük korábban intenzív felméréseket végzett, kiterjedt tervezési fázisokat tett, és építésük során még módosítani kellett. "
A Trump végrehajtó végzésének bejelentése után McKinnon elindult a Twitterbe, hogy előrejelző emlékeztetőt hagyjon a Föld alábecsülésének következményeiről. „A Föld nem bocsát meg hanyagul” - írta. Egy interjúban hozzátette: „Ne vegye figyelembe a veszélyt a geológiát”.
