Cómo los satélites pueden ayudarnos a comprender las avalanchas mortales

Hace apenas un año, la avalancha de hielo y roca más destructiva del Himalaya indio golpeó una pequeña ciudad y mató a más de 200 personas, varios puentes, carreteras y dos centrales hidroeléctricas.

Conocido como el desastre de Chamoli, su escala es única.Aunque por 80% roca y 20% hielola masa de la avalancha pudo viajar unos 13 kilómetros río abajo antes de convertirse en un deslizamiento de tierra, provocando inundaciones repentinas en los ríos Rishiganga y Dhauliganga.

La escala del desastre ha llamado la atención de científicos de todo el mundo.En los últimos meses, se han publicado más de una docena de artículos de investigación que cubren encuesta Luego se analizan las posibles causas y cambios del valle.

Sensores remotos

Debido a la falta de mediciones de campo debido a la topografía remota y extrema de la región, todos estos estudios publicados han utilizado ampliamente Satélite de teledetecciónLas cámaras especiales en los satélites EO capturan la energía emitida o reflejada desde la superficie de la Tierra o su atmósfera, por lo que la detección remota ayuda a monitorear entornos específicos de manera rápida y eficiente.

agencias espaciales como NASA y Agencia Espacial Europea y empresas como laboratorio planetario Proporciona imágenes gratuitas de la Tierra de resolución media que fomentan la investigación científica y la investigación independiente.De hecho, los satélites PlanetScope de Planet Lab son capaces de tiempo real.

El número cada vez mayor y las capacidades de estos satélites han demostrado ser muy útiles para comprender los peligros alpinos.Plataformas de geovisualización en línea como Google Earth Proporciona imágenes repetibles de alta resolución para un análisis visual rápido y eficiente.en nuestro Aprendergracias a un rico archivo de datos de teledetección, pudimos modelar y reconstruir el desastre de Chamoli y las avalanchas de hielo anteriores en el mismo lugar.

Punto de acceso de avalancha

Nuestra investigación comienza con una interesante observación, también de otras investigaciones: El sitio del desastre de Chamoli es un punto de acceso para las avalanchas. Escaneando imágenes satelitales durante los últimos 20 años, encontramos dos avalanchas de hielo y varias avalanchas en el mismo valle.

Las avalanchas de hielo causadas por la ruptura de los glaciares sobresalientes a principios de la década de 2000 y en septiembre de 2016 fueron muy grandes, consistieron en aproximadamente 10 millones de metros cúbicos de hielo glacial, llenando hasta 50 metros de depósitos de escombros en el fondo del valle de aproximadamente 3,5 kilómetros. Sin embargo, dado que el desastre de Chamorli ocurrió dentro de los 4,5 años posteriores a la avalancha de hielo de septiembre de 2016, hace que toda la escena sea aún más intrigante.

El desastre de 2021 fue causado por una avalancha, y aunque la avalancha fue más de 2,5 veces el tamaño del evento de 2016, el 80 por ciento de la roca estaba formada por una composición opuesta a la de hielo puro de la avalancha de 2016.

La secuencia de estas dos avalanchas de hielo grandes y estructuralmente distintas, que se originaron en la misma elevación y golpearon el mismo valle en cinco años, es única. Nos proporciona un banco de pruebas natural sin precedentes para comprender cómo las avalanchas con diversos grados de contenido de hielo varían en su pérdida y poder destructivo.

Adivinación

Utilizando un enfoque integrado, investigamos las características de flujo ex ante y en caso de avalanchas en 2016 y 2021. Observamos cambios a corto y largo plazo en la tasa de movimiento de la superficie, hasta más de cinco veces el valor normal.

En el pasado, las estimaciones del movimiento de la superficie han resultado eficaces para observar el desarrollo y la trayectoria de las avalanchas de hielo. En 1973 midió el movimiento la primera vez sobre un glaciar colgante inestable para predecir su colapso.El éxito de este enfoque de monitoreo basado en el campo fue confirmado en 2014 por pronóstico preciso Un glaciar que sobresale se «rompe» en la cara sur de Grandes Jorasses, Italia, 10 días antes de la avalancha.

Pero los problemas logísticos en estas regiones de alta montaña significan que estos esfuerzos de campo son limitados. Nuestras observaciones, particularmente de la avalancha de 2016, resaltan que la estimación del movimiento por teledetección no solo tiene una mayor cobertura, sino que también podría representar una forma oportuna, rentable y más segura de monitorear los glaciares colgantes, y posiblemente incluso predecir avalanchas de hielo grandes y peligrosas.

Pero las incertidumbres asociadas con las observaciones de sensores remotos, cualquier posible predicción futura ciertamente requieren más investigación para identificar tendencias estadísticamente significativas en el movimiento de la superficie.

usa uno modelo termomecánico, simulamos el evento de septiembre de 2016 y la máxima presión que ese evento ejerció sobre el valle. Descubrimos que era de 6000 kPa (una medida de resistencia a la compresión), lo suficientemente grande como para cambiar significativamente el perfil del valle al agregar sedimentos erosionables, lo que podría empeorar cualquier evento futuro.

Las avalanchas estacionales también mantienen bien lubricada esta parte del valle. Luego simulamos el evento de 2021 en dos escenarios: el primero sin especificar las características de erosión de los depósitos de avalanchas restantes en el pasado, y el segundo que incluye una zona de erosión definida.

Los resultados sugieren que los sedimentos del valle dejados por avalanchas de hielo y nieve pasadas pueden contribuir al volumen y flujo de la avalancha de hielo de roca de 2021, lo que podría explicar su impacto particular en las poblaciones río abajo.

Aunque las avalanchas de hielo de los últimos 2000 y 2016 no causaron ningún daño inmediato a la vida y la propiedad, son recurrentes en este valle. Pero es difícil predecir su impacto futuro con otros desastres glaciares, como en el desastre de Chamoli.

A medida que se acelera el cambio climático global, este escenario que amenaza la vida también está emergiendo en otras regiones montañosas con mayor frecuencia e incertidumbre. Con los satélites que brindan imágenes actualizadas con frecuencia, comprender cualquier patrón de estos peligros alpinos podría ayudar a salvar muchas vidas y proteger infraestructura costosa en el futuro.