Миналия месец президентът Доналд Тръмп предприе стъпки, за да направи добре кампания обещание да превърне съществуващата гранична ограда на САЩ в "голяма, красива" стена. На 25 януари Белият дом издаде Изпълнителна заповед, с която обяви създаването на "сигурна, съседна и непроходима физическа бариера ... за предотвратяване на незаконната имиграция, трафика на наркотици и хора и терористични действия." Сега Митническата и граничната защита на САЩ - Службата, натоварена с прилагането на граничните разпоредби, се мъчи да превърне този ред в конкретна реалност.
Днешната ограда се състои от приблизително 650 мили различни сегменти, направени от комбинация от стоманени стълбове и релси, метални листове, верижна връзка, бетонни прегради за превозни средства и телена мрежа. Замяната на тази ограда с онова, което беше описано като бетонна конструкция от 20 до 50 фута, която ще премине 1000 от около 2000 мили от границата на САЩ с Мексико, няма да бъде лесно подвиг. Освен че се занимава с предложен мексикански иск и се ориентира към частната собственост на голяма част от тексаските земи, има още една тревога, която малцина са разгледали подробно: геология.
В сравнение с изграждането на мраморен дворец или църква с високи стълбове, издигането на стена може да изглежда сравнително право. Не е. (Само попитайте китайците, чиято Велика стена отне 2000 години, за да построи и не успя да избягва нашественици.) Въпреки че повечето проекти на стените са доста прости, строителите трябва да се адаптират към широк спектър от терени, обяснява Гари Кленденин, старши хидрогеолог в ICF. Самата южна граница на САЩ съдържа пустини, влажни зони, тревни съобщества, реки, планини и гори - всички те създават много различни проблеми за строителите.
„Дължината на това нещо представлява предизвикателства, които обикновено не се предприемат в един строителен проект“, казва Кленденин.
Могат ли да се преодолеят тези препятствия? Smithsonian.com попита двама учени - геофизик и хидрогеолог, кои геоложки фактори първо трябва да вземат предвид строителите на стената, ако искат да изпълнят този амбициозен проект.
Около 650 мили различни сегменти от ограда стоят по протежение на близо 2 000 мили границата между САЩ и Мексико. Много сегменти, като този на снимката по-горе, все още позволяват известна комуникация през границата. (Brian Auer / Alamy Stock Photo) Проучване на ситуацията
Кулата на Пиза никога не е била предназначена да се опира. Построена между 1173 и 1370 г., структурата на килтър е била разположена на около 30 фута от фини речни утайки, подплатени от слой от древна морска глина. Но докато строителите събраха тоновете мрамор, речните утайки не се уплътниха равномерно. Така до 1178 г., когато приключиха работата по третата история, кулата вече придоби характерния си наклон.
Оттогава италианското правителство е похарчило милиони долари, за да се увери, че тази любима забележителност няма да се препълни. Подобни структурни провали служат като напомняне, че докато нашите предци успяват успешно да издигнат много впечатляващи подвизи, „те не непременно остават изправени“, по думите на полевия геофизик Мика Маккинън. За да заобиколят подобни проблеми днес, съвременните строители добавиха решаваща стъпка към строителния процес: проучване. Въпреки че отнема много време, тази стъпка е от решаващо значение, за да се гарантира, че получената структура може да остане да стои на тера фирма за години напред.
Преди да бъде положена единична тухла, екипи от учени се събират на сцената, за да проучат цяла гама от детайли, от дълбочината на основата до химията на почвата. В случая на граничната стена те ще трябва да прекосят цялата дължина на предложената пътека, като работят в сегменти за оценка на региона, събиране на данни и разработване на планове. (Тази необходимост прави процеса на издигане на стени - особено такива, простиращи се на хиляди километри - по-трудни от изграждането, да речем, на 95-етажен небостъргач.)
„Честно казано, това ще отнеме години“, казва Кленденин, който е специализиран в линейни проекти като железопътни линии и пътища. Макинън се съгласява. Един проект, по който тя работи, три мили отсечка от тръбопровод, сега е на пет години от полеви проучвания.
И все пак изглежда, че заповедта на Тръмп позволява само шест месеца за всички проучвания и планиране. В своя дълъг списък от необходими стъпки неговият изпълнителен ред заявява:
„Изгответе цялостно проучване на сигурността на южната граница, което трябва да бъде завършено в рамките на 180 дни от тази заповед, което включва текущото състояние на сигурността на южната граница, всички геофизични и топографски аспекти на южната граница, наличието на федерална и щатска граница ресурси, необходими за постигане на пълен оперативен контрол на южната граница, и стратегия за получаване и поддържане на пълен оперативен контрол на южната граница. "
Когато се свърза с Smithsonian.com, агенцията за митническа и гранична защита отказа да коментира текущия график за стената, казвайки в имейл, че "би било спекулативно да се адресират въпросите, които задавате в този момент." Но според пред учените, за които говори Smithsonian.com, скоро няма да стане нагоре.
...
Стигаме до Бедрок
Праисторическият град Петра стои като основен пример за древна геоложка прогноза. Около IV в. Пр. Н. Е. Жителите на Петра издълбали основата за този някога оживен търговски град директно в грапавите розови и жълтокафяви пясъчни скали между Червено и Мъртво море. Въпреки че ветровете и дъждовете заплашват да разрушат структурата отгоре надолу, твърдото й вкореняване в основата - твърдата скала, която се намира под разрошените слоеве на земята - поддържа тази структура висока хиляди години.
Подобно заземяване в основата е ключова характеристика при изграждането на мегаструктура, казва Макинън. За нещо толкова обширно като стена от 1000 мили, която се извисява на височина 20 фута, строителите ще трябва да закотвят цялото нещо под повърхността до долната скала, ако искат тя да стои изправена.
Проблемът е, че стигането до основата може да бъде душа. Големите откоси на границата разполагат с плътен слой от насипни седименти - мръсотия, почви, пясък - полагащи се над основата. В някои региони основата е стотици, ако не и хиляди фута надолу. „На някои места основата ще бъде твърде дълбока - никога няма да можете да стигнете до основата по достъпен начин“, казва Макинън.
„Добре е, ако искате да [построите] малка къщичка, защото просто сте я плавали върху основата й“, добавя тя.
Но ако изграждате мегаструктура, "имате проблем", казва тя.
Граничната ограда, която минава през пясъчните дюни Algodones в Калифорния, е от специална конструкция, за да приспособи постоянно променящата се среда на дюните. Тесните стълбове с височина 15 фута „плуват“ над пясъка и могат да се преместват вертикално, докато дюните се изместват. (Граничен патрул на САЩ, Министерство на вътрешната сигурност) Това не означава, че изграждането на пясък е невъзможно. Но за да издигнат безопасно такива структури, днес геофизиците провеждат обширни сеизмични проучвания, за да представят какво се крие под тях. За да създадат тези снимки, те инсталират редици от геофони, наподобяващи шипове, представляващи 3D микрофони, които откриват минутни вибрации на земята, превръщайки ги в електрически сигнал. Тогава те издават голям шум, често като задействат експлозия или използват голяма тежест, за да хвърлят земята. Геофоните записват разсейването и отразяването на вибрациите, за да изобразят подземни структури, и изтръгват проблеми, които могат да се намират под повърхността.
Макинън изпита един от тези проблеми от първа ръка, по време на изграждането на водноелектрически язовир, който трябваше да бъде построен през долина, която се простираше на около миля. Екипът направи всички правилни проучвания в региона и откри, че под руслото им лежи втори канал, заровен в мръсотия. „Ако не го бяхме намерили и се опитахме да изградим язовира си отсреща, водата просто щеше да ерозира този стар канал отдолу и щяхме да имаме река под язовира си“, казва тя.
Има два варианта за преодоляване на подобни проблеми с утайката: уплътнете утайката и добавете по-дълбока основа. За стена, висока приблизително 20 фута, основата трябва да се простира на шест до осем фута под повърхността, казва Кленденин. Всички тези стъпки са скъпи и отнемат време. Но се старайте от който и да е от тях и „получавате ситуацията си с„ Наклонена кула-Пиза “, казва Макинън.
Разбира се, много съвременни региони нямат икономически ресурси за извършване на подобни проучвания и изграждане на дълбоки основи. Градовете Кампания, Италия, са изградени върху рохкави седименти, които са предразположени към плъзгане - ситуация се влошава от местното разчистване на растителността и нерегулираната конструкция, която обикновено няма адекватни основи. Тези фактори ги оставят уязвими за прищявките на геологията на техния регион: През 1998 г., когато калта се разнася през града, къщите се рушат под тежестта и движението на утайката, оставяйки поне 95 мъртви.
...
Мръсна драма
„Има нещо, което не обича стена / Това изпраща замръзналата земя-набъбване под нея“, започва стихотворението на Робърт Фрост „Mending Wall“. Морозът може да не е бил геоложки геодезист, но той е разбрал едно нещо: що се отнася до изграждането на стени, подуването на почвата е основно главоболие. Ето защо, след като геодезистите приключат да оценят вида на скалата и земята, върху която ще се строят, те започват да изучават мръсотията.
Утайките, особено в богати на глина материали, могат да поемат вода, като се подуват като гъба в купа с вода. Получените цикли на подуване и свиване през мокри и сухи периоди могат да напукат самата основа на конструкциите. И тези видове почви са често срещани в много щати, където ще бъде изградена граничната стена, включително Тексас и части от Ню Мексико. Всъщност около половината американски домове са построени на почви, които се разширяват значително, а почти половината от тях търпят щети годишно заради почвата, според Американското дружество на строителните инженери.
Мръсотията може да изяде и системата за поддръжка на стената. Почвите, които са естествено кисели или имат високи нива на хлорид, могат бързо да разграждат богатите на желязо метали, казва Макинън. Тези почви могат да „корозират всякакви, да речем, хубави метални арматури, които поставяте там, за да стабилизирате основата си“, казва тя. Други почви имат голямо количество сулфати, съединение, което се намира в обикновения минерален гипс, който разгражда както металите, така и бетона. Богатите на сулфати почви са често срещани в т. Нар. Почви Транс-Пекос по протежение на границата в югозападната част на Тексас.
Поддържането на такава продължителна структура е предизвикателство. И дори ако такава стена може да бъде издигната, размерът на бюджета, необходим за поддържането й, остава неясен. (Kevin Foy / Alamy Stock Photo) "Ще срещнете стотици, ако не и хиляди, различни видове почви по [толкова дълъг] линеен път", казва Кленденин. (Всъщност само в Тексас има над 1300 почви.) И много от тези почви няма да са подходящият тип за изграждане на върха. В този момент евентуалните строители на стени имат две възможности: Похарчете повече време и пари за разкопаване на съществуващите почви и замяната им с по-добра мръсотия - или избягвайте региона напълно.
Едно нещо, което не винаги могат да избегнат, са регионите, изложени на риск от земетресения и наводнения. Реките минават по значителна част от границата между САЩ и Мексико, което може да създаде много реална опасност от наводнение. Изграждането на прилежащи към реките също може да представлява неочаквани правни проблеми: Договор от 1970 г. налага оградата да бъде поставена обратно от река Рио Гранде, която очертава границата между Тексас и Мексико. Поради това сегашната ограда пресича имуществото на собствениците на тексаски тел и има пропуски, за да позволи на собствениците на земи да преминат.
Земетресенията също са сравнително често срещани в западните части на САЩ. В зависимост от натрупването, някои от тези тремблери могат да причинят пукнатини или счупвания в стената, казва Макинън. Един пример е земетресението с магнитуд 7, 2, което се случи през 2010 г. близо до границата между Калифорния и Мексико, според Остин Елиът, докторант в Оксфордския университет, чиито изследвания са насочени към историята на земетресенията. „Ако имаше стена в El Centinela [планина в северно Мексико], тя щеше да бъде компенсирана“, пише Елиът в Twitter.
...
Дори и да са попълнени всички правилни проучвания и да се поставят отметки, успехът не е гарантиран. „Има толкова много неща, които трябва да се направят, преди дори да изкопаете първата лъжичка мръсотия“, казва Кленденин.
Въпреки всички наши съвременни инструменти за проучване и внимателно планиране, земята все пак ще ви изненада, добавя Макинън. „Тази част, която смятате за скучна и проста и лесна за прогнозиране, всъщност е напълно сложна“, казва тя. „Вижте какъвто и да е голям разкоп на система от метро, всяка голяма конструкция на мост, всеки голям комплекс от кули; всички преди това са имали интензивни проучвания, обширни фази на проектиране и все още е трябвало да се променят при изграждането. "
След обявяването на изпълнителната заповед на Тръмп, Макинън пое в Twitter, за да остави предчувствено напомняне за последствията от подценяването на Земята. „Земята не прощава помия“, пише тя. Тя добави в интервю: „Игнорирайте геологията на своя опасност.“
