Randa bergskred
I april och maj 1991 inträffade två på varandra följande stenskred från en klippa ovanför staden Randa i Matter-dalen i Schweiz . Bergskreden släppte en ackumulerad volym på cirka 30 miljoner kubikmeter skräp, med vart och ett av bergskredstadierna under flera timmar. Slidskräp grävde ner viktiga regionala transportlinjer, inklusive vägen och järnvägen som leder till Zermatt , och dämde upp Mattervispa-floden som så småningom översvämmade en del av staden Randa uppströms. Det fanns inga dödsfall till följd av någon av bergskredhändelserna, även om boskap, bondgårdar och fritidshus förstördes.
Geologisk situation
Matter-dalen i regionen Randa uppvisar klassisk morfologi av glacial erosion , med branta klippväggar och en bred dalbotten som skapar den vanliga U-formade formen. Klipporna som gränsar till dalen är exceptionellt höga och reser sig vertikalt cirka 800 m, medan de närliggande topparna Weisshorn och Dom ligger 3000 m över staden Randa.
Kristallina bergarter i raskällan tillhör Siviez–Mischabel nappe och inkluderar i första hand en kompetent orthogneiss i den nedre halvan av sluttningen täckt av högfogade paragneiser och skiffer (Willenberg et al., 2008a). Bladet sjunker försiktigt åt väster/sydväst (in i sluttningen vid bergskredet) och skär över den nord-sydliga Matter-dalen.
Platsen för 1991 års bergskred ligger på en näsa av sten på den västra väggen av Matter-dalen, som har blivit kraftigt inskuren i söder av Bis-glaciären. Söder och väster om de eventuella bergskreden hade en äldre progressiv sluttningsinstabilitet utvecklats och lämnat en märkbar brant och skräpkon. Denna brant skulle så småningom skäras av 1991 års bergskred.
Bergskred 1991
1991 års bergskred vid Randa bestod av två separata kollapshändelser den 18 april och den 9 maj, som totalt släppte en ackumulerad volym på cirka 30 miljoner kubikmeter sten. Höjden på toppen av scarp är 2320 m (7610 ft), medan höjden av avsättningstå är 1320 m (4330 fot).
Accelererande förekomster av små stenfall från klippan under decennierna före raserna gav indikationer på djupare rörelser, och nedfallna skräp hade så småningom förstört mycket av skogen under klippan (Sartori et al., 2003). Föregående händelser som noterades omedelbart före bergskredet i april 1991 inkluderade explosiva brott av stenplattor och nya kraftfulla vattenutsläpp från ansiktet (Schindler et al., 1993).
18 april 1991: Detta primära bergskred inträffade under ett par timmars tid och producerade en stor brant skräpkon och ett tjockt lager av damm över dalen. Bergskredet bestod av en progressiv följd av mindre kollapser och blockbrott som först involverade den lägre och mer kompetenta ortogenisen, följt av retrogressiv kollaps av den högt sammanfogade paragneisen ovan (Schindler et al., 1993). Den totala volymen som frigjordes under denna bergskredfas uppskattades till 22 miljoner kubikmeter. Hade den här volymen släppts omedelbart, skulle en förödande stenlavin och långtgående avlagring ha resulterat. Ett mindre misslyckande följde den 22 april.
9 maj 1991: Övervakning av deformation och mikroseismisk aktivitet ledde till exakt förutsägelse av denna uppföljande bergskred. Bergskredet inträffade återigen på ett progressivt sätt under loppet av några timmar, vilket involverade många kollapshändelser med små volymer mestadels inom det övre paragneissmaterialet (Schindler et al., 1993). Dessa misslyckanden resulterade i reträtt och minskade lutningen på den övre delen av bergskredbranten. Den totala volymen som frigjordes i denna andra fas uppskattades till 7 miljoner kubikmeter.
Ingen utlösare kan slutgiltigt tilldelas som ansvarig för Randa bergskred 1991. Området har upplevt en lång historia av måttlig seismicitet , men inga betydande jordbävningar föregick felen omedelbart. En varm period som producerade riklig snösmältning inträffade dagarna före klippskredet i april, och vatten kunde ses komma från källor på bergväggen. Vidare inträffade en period av snabb avkylning bara en dag före april-raset. Det är dock okänt om denna serie av händelser kombinerats för att fungera som en exceptionell utlösande faktor, eller om de snarare var en del av de normala säsongsbetonade klimat- och hydraulcyklerna (Sartori et al., 2003).
Skador och sanering
Vägen och järnvägen genom Matterdalen är viktiga turistvägar för besökare till Matterhornregionen . Dessa transportvägar avbröts båda av bergskredet den 18 april. Händelsen den 9 maj cementerade problemet ytterligare. Järnvägslinjen begravdes i 800 m, medan 200 m av vägen var täckt (Quanterra.org). Vägen och järnvägen har båda sedan omdirigerats för att kringgå bergskredavlagringen.
Skrotskrotet dämde också upp Mattervispa-floden, ett problem som återigen förvärrades av den andra händelsen. Arbetet med att gräva igenom blockeringen påbörjades omedelbart, men kraftigt regn och snösmältning resulterade så småningom i översvämning av en del av staden Randa uppströms. En kanal kapades så småningom och vattnet drog sig tillbaka. Den schweiziska armén hade placerat ut en flytande bro i väntan på översvämningen, vilket framgångsrikt tillät vägen uppströms fyndigheten att förbli öppen. En nästan 4 km lång förbifartstunnel borrades sedan in i väggen under klippan för att förhindra framtida översvämningar.
Fortsatt rörelse
Flera miljoner kubikmeter sten ovanför och bakom branten av 1991 års bergskred är fortfarande instabil idag och rör sig mot dalen med hastigheter upp till 2 cm per år. Denna situation anses inte vara en kritisk fara för tillfället, men rörelser övervakas och studeras noggrant.
Övervakning och geovetenskap
Randa bergskred har länge varit platsen för intensiv geologisk, geoteknisk och geofysisk forskning. Efter felet i april 1991 installerades övervakningsinstrument som hjälpte till att framgångsrikt förutsäga det förestående stenskredet i maj. Webbplatsen har sedan dess övervakats av myndigheterna i Valais Kantonal.
Sedan 2001 har forskare från institutionen för geovetenskap vid det schweiziska federala tekniska institutet (ETH, Zürich) genomfört studier av orsaken till och naturen av de pågående deformationerna. Nya övervaknings- och prospekteringstekniker i kombination med traditionella geologiska undersökningar har avslöjat viktiga insikter i processen med progressiva fel som driver den nuvarande instabiliteten (Eberhardt et al., 2004; Heincke et al., 2006; Spillmann et al., 2007a,b; Willenberg et al., 2008a,b; Gischig et al., 2009; Moore et al., 2010; Burjanek et al., 2010; Gischig et al., 2011a,b,c; Moore et al., 2011a,b).
Se även
- Burjanek, J.; Stamm, G.; Poggi, V.; Moore, JR; Faeh, D. (2010). "Omgivningsvibrationsanalys av en instabil bergssluttning" (PDF) . Geophysical Journal International . 180 (2): 820–828. Bibcode : 2010GeoJI.180..820B . doi : 10.1111/j.1365-246X.2009.04451.x . hdl : 20.500.11850/413794 .
- Eberhardt, E.; Stead, D.; Coggan, J. (2004). "Numerisk analys av initiering och progressivt misslyckande i naturliga bergsluttningar – 1991 års Randa bergskred". International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences . 41 (1): 69–87. doi : 10.1016/S1365-1609(03)00076-5 .
- Gischig, V.; Loew, S.; Kos, A.; Moore, J.; Raetzo, H.; Lemy, F. (2009). "Identifiering av aktiva frisättningsplan med markbaserad differential InSAR vid Randa-bergsluttningens instabilitet, Schweiz" . Nat. Faror Earth Syst. Sci . 9 (6): 2027–2038. doi : 10.5194/nhess-9-2027-2009 .
- Gischig, VS; Moore, JR; Evans, KF; Amann, F.; Loew, S. (2011). "Termomekanisk forcering av deformation av djup bergssluttning – Del 1: Konceptuell studie av en förenklad sluttning" . Journal of Geophysical Research . 116 : F04010. Bibcode : 2011JGRF..116.4010G . doi : 10.1029/2011JF002006 .
- Gischig, VS; Moore, JR; Evans, KF; Amann, F.; Loew, S. (2011). "Termomekanisk forcering av deformation av djupa bergsluttningar - Del 2: Randa-bergsluttningsinstabiliteten". Journal of Geophysical Research . 116 : F04011. Bibcode : 2011JGRF..116.4011G . doi : 10.1029/2011JF002007 .
- Gischig, V.; Amann, F.; Moore, JR; Loew, S.; Eisenbeiss, H.; Stempfhuber, W. (2011). "Komposit bergslutningskinematik vid den nuvarande Randa-instabiliteten, Schweiz, baserad på fjärranalys och numerisk modellering". Ingenjörsgeologi . 118 (1–2): 37–53. doi : 10.1016/j.enggeo.2010.11.006 .
- Heincke, B.; Maurer, H.; Green, AG; Willenberg, H.; Spillmann, T.; Burlini, L. (2006). "Karakterisera en instabil bergssluttning med grund 2- och 3-D seismisk tomografi". Geofysik . 71 (6): B241–B256. Bibcode : 2006Geop...71B.241H . doi : 10.1190/1.2338823 .
- Moore, JR; Gischig, V.; Knapp, E.; Loew, S. (2010). "Övervakning av deformation av bergskred med fiberoptiska töjningssensorer" . Naturliga faror och geosystemvetenskap . 10 (2): 191–201. doi : 10.5194/nhess-10-191-2010 .
- Moore, JR; Gischig, V.; Burjanek, J.; Loew, S.; Fäh, D. (2011). "Platseffekter i instabila bergsluttningar: Dynamic Behavior of the Randa Instability (Schweiz)". Bulletin från Seismological Society of America . 101 (6): 3110–3116. doi : 10.1785/0120110127 .
- Moore, JR; Gischig, V.; Katterbach, M.; Loew, S. (2011). "Luftcirkulation i djupa sprickor och temperaturfältet för en alpin bergssluttning". Jordytans processer och landformer . 36 (15): 1985–1996. Bibcode : 2011ESPL...36.1985M . doi : 10.1002/esp.2217 .
- Quanterra.org, "Randa," http://www.quanterra.org/guide/guide1_18.htm ; Åtkomst 5 april 2009.
- Sartori, M.; Baillifard, F.; Jaboyedoff, M.; Rouiller, J.-D. (2003). "Kinematics of the 1991 Randa rockslides (Valais, Schweiz)" (PDF) . Naturliga faror och geosystemvetenskap . 3 (5): 423–433. doi : 10.5194/nhess-3-423-2003 .
- Schindler, C.; Cuenod, Y.; Eisenlohr, T.; Joris, C.-L. (1993). "Die Ereignisse vom 18. April und 9. Mai 1991 bei Randa (VS) - ein atypischer Bergsturz in Raten". Eclogae Geol. Helv . 86 (3): 643–665.
- Spillmann, T.; Maurer, H.; Willenberg, H.; Evans, K. Heincke; Green, AG (2007). "Karakterisering av en instabil bergmassa baserat på borrhålsloggar och olika borrhålsradardata". Journal of Applied Geophysics . 61 (1): 16–38. Bibcode : 2007JAG....61...16S . doi : 10.1016/j.jappgeo.2006.04.006 .
- Spillmann, T.; Maurer, HR; Heincke, B.; Willenberg, H.; Green, AG; Husen, Stephan (2007). "Mikroseismisk undersökning av en instabil bergssluttning i de schweiziska alperna" . Journal of Geophysical Research . 112 (B7): B07301. Bibcode : 2007JGRB..112.7301S . doi : 10.1029/2006JB004723 .
- Willenberg, H.; Loew, S.; Eberhardt, E.; Evans, K.; Spillmann, T.; Heincke, B.; Maurer, HR.; Green, A. (2008a). "Inre struktur och deformation av en instabil kristallin bergmassa ovanför Randa (Schweiz): Del I - Intern struktur från integrerade geologiska och geofysiska undersökningar" ( PDF) . Ingenjörsgeologi . 101 (1–2): 1–14. doi : 10.1016/j.enggeo.2008.01.015 . Hämtad 20 november 2010 .
- Willenberg, H.; Evans, KF; Eberhardt, E.; Spillmann, T.; Loew, S. (2008b). "Inre struktur och deformation av en instabil kristallin bergmassa ovanför Randa (Schweiz): Del II – Tredimensionella deformationsmönster" ( PDF) . Ingenjörsgeologi . 101 (1–2): 15–32. doi : 10.1016/j.enggeo.2008.01.016 . Hämtad 20 november 2010 .