Опасно - Нестабильные скалы - Держитесь подальше: желтые предупреждающие знаки, которыми покрыты прибрежные скалы от северной Калифорнии до границы США и Мексики, могут показаться случайному наблюдателю слишком драматичными. Но активно разрушающиеся скалы составляют большую часть береговой линии Калифорнии, а внезапные оползни и обвалы стали причиной травм и нескольких смертельных случаев в последние годы. Кроме того, разрушающиеся скалы в настоящее время угрожают автомагистралям, жилым домам, предприятиям, военным базам, паркам, электростанциям и другим критически важным объектам - все это требует развития на миллиарды долларов.
Исследования показывают, что скорость эрозии будет увеличиваться по мере повышения уровня моря, что еще больше усугубит эти проблемы.«Очень важно, чтобы мы изучали текущее и историческое отступание скал, чтобы мы могли лучше планировать будущее», - говорит Адам Янг, исследователь из Института океанографии Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего, который недавно опубликовал уникальный крупномасштабный анализ прибрежных зон. эрозия скал в Калифорнии.
Исследование, опубликованное в журнале Geomorphology и финансируемое Калифорнийским морским грантом, обеспечивает точные скорости эрозии на 680 милях побережья Калифорнии, от границы США и Мексики до Бодега-Хед в округе Сонома. Он определяет области, которые подверглись эрозии быстрее, чем другие, и вводит новую экспериментальную шкалу опасности для определения областей, которые могут подвергаться большему риску надвигающегося обрушения. Это первое крупномасштабное исследование в Калифорнии с использованием данных LiDAR - лазерных данных о высоте, записанных в ходе аэрофотосъемки, - которые использовались для создания подробных трехмерных карт высот.
Существующие исследования эрозии утесов часто имеют небольшой масштаб, используют различные методы и часто полагаются на источники данных более низкого качества, что обеспечивает лоскутное одеяло по всему штату.«Уникальность этого исследования заключается в том, что в нем применяется последовательная методология на очень большой площади с использованием точных лазерных данных высокого разрешения», - говорит Янг.
Хотя некоторые из основных причин эрозии прибрежных скал, такие как дожди и волны, ясны, это не превратилось в простой способ предсказать будущую скорость эрозии или определить области риска. Различия в геологии скал, защите пляжей, воздействии погодных условий и других факторов также усложняют прогнозирование скорости эрозии.
Предыдущее исследование выявило четкую корреляцию между осадками и береговой эрозией в южной Калифорнии, но воздействие штормовых волн было более неуловимым. «Это трудно измерить, - объясняет Янг, - нам не хватает полевых наблюдений, потому что мощные волны разбиваются о скалы, и это не простое место для проведения измерений». Различия в геологии скал, защите пляжей, подверженности погодным условиям и другим факторам также усложняют прогнозирование скорости эрозии.
Понимание эрозии, предотвращение катастрофы
Чтобы провести последовательный анализ недавних изменений скал, Янг сравнил два массивных набора данных LiDAR, трехмерные карты береговой линии Калифорнии, записанные с разницей в одиннадцать лет. Самые высокие скорости эрозии скал были обнаружены в Сан-Онофре, Португальской излучине, Палос-Вердес, Биг-Суре, Мартинс-Бич, Дейли-Сити, Дабл-Пойнт и Пойнт-Рейес (см. карту). Затем Янг сравнил недавние карты эрозии скал с историческими записями 1932 и 1934 годов. Сравнив различные карты, он провел анализ большей части береговой линии штата, показав как недавнюю, так и историческую скорость эрозии..
Исследование показывает, что историческая скорость эрозии скал не всегда дает хороший прогноз будущих скоростей. «Результаты показывают, что если скала подверглась значительной эрозии в течение одного периода времени, за ней последовал период времени с очень небольшой эрозией, и скала могла быть относительно стабилизирована на какое-то время», - объясняет Янг.«Он снова мобилизуется, но мы не знаем, когда, и необходимы дополнительные исследования, чтобы лучше понять задействованные временные циклы».
Янг также обнаружил, что скалам с высокой скоростью эрозии в последнее время часто предшествовали периоды времени с очень небольшой эрозией. Это ключевые результаты, поскольку модели, предсказывающие будущее отступление скал, часто основаны на прогнозировании исторических темпов.
Янг также представил новую экспериментальную меру для выявления самых опасных пропастей. Предыдущие исследования предполагали, что разница между скоростью эрозии поверхности утеса по сравнению с вершиной утеса может указывать на нестабильность - короче говоря, на крутизну утеса. Применив этот индекс опасности, Янг определил тревожные места на побережье Калифорнии, в том числе государственный пляж Сан-Онофре, Биг-Сур, пляж Мартина и Дейли-Сити..
Реальная проверка для планировщиков
Янг в настоящее время работает над набором карт, которые будут доступны для общественности, и он представил свою работу на научных конференциях. Он говорит: «Я надеюсь, что это исследование поможет улучшить модели, которые предсказывают эрозию, поможет определить опасные зоны и поможет политикам, которые работают над защитой нашего побережья».
Исследование уже привлекло внимание планировщиков Калифорнийской прибрежной комиссии, государственного агентства, отвечающего за сохранение и защиту береговой линии для нынешнего и будущих поколений.
«Исследование может быть особенно полезным для местных органов власти, которые хотят обновить свои местные прибрежные программы в свете изменения климата и повышения уровня моря», - говорит Лесли Юинг, старший береговой инженер комиссии. Хотя исследование не дает прогнозов будущих темпов эрозии, исследователи ожидают, что повышение уровня моря будет способствовать более быстрым темпам эрозии и большему риску для государственной и частной прибрежной собственности, и правительства работают над планированием последствий.
«Побережье Калифорнии застроено очень дорогой недвижимостью, не говоря уже о электростанциях, очистных сооружениях и автомагистралях», - говорит она. Некоторым из них уже угрожает опасность - для их защиты было построено более 100 миль береговой линии, и в будущем риск будет еще больше.
"Есть так много возможностей для использования этого исследования - оно может послужить проверкой реальности для планировщиков, которые часто сосредотачиваются на конкретных регионах и меньших масштабах", добавляет Юинг.