Bách khoa toàn thư

Hố sụt: Tác động của con người -

Sinkholes xuất hiện nổi bật trên các bản tin vào năm 2013, một phần vì cái chết bi thảm của Jeff Bush, một người đàn ông ngoại ô Tampa, Fla., Người bị nuốt chửng khi một hố sụt hình thành ngay bên dưới phòng ngủ của anh ta. Vụ việc này được theo sau bởi một số người khác ở Pennsylvania, Illinois, Massachusetts và Louisiana, nơi một hố sụt được phát hiện gần Bayou Corne vào năm 2012 đã mở ra 10 ha (25 ac) vào mùa thu năm 2013. Vào giữa tháng 8, một hố sụt 20 m ( Hố sụt rộng 66 ft) hình thành bên dưới một khu nghỉ mát ở trung tâm Florida gần Orlando, buộc khách phải rời khỏi phòng của họ khi một tòa nhà ba tầng bị sập.

Hố sụt: Tác động của con người

Mặc dù chúng được truyền thông đưa tin rộng rãi vào năm 2013, hố sụt không phải là một hiện tượng mới. Sự hình thành hố sụt đã xảy ra ở các khu vực như Florida, New Mexico, Kentucky và Illinois. Ở Florida, các chủ nhà đã mua bảo hiểm hố sụt cho tài sản của họ rất phổ biến. Nhận thức rằng các hố sụt đang hình thành thường xuyên hơn bị ảnh hưởng bởi sự gia tăng dân số nhanh chóng ở các khu vực dễ xảy ra hố sụt, một yếu tố dẫn đến việc chứng kiến ​​và báo cáo về nhiều hố sụt hơn. Tuy nhiên, có bằng chứng cho thấy tốc độ phát triển hố sụt tăng trong nửa thế kỷ qua do sự gia tăng các hoạt động của con người gây ra sự hình thành hố sụt, chẳng hạn như nước ngầm rút quá nhiều hoặc hệ thống thoát nước xung quanh các tòa nhà được thiết kế kém.

Các hố sụt, được các nhà địa chất học châu Âu gọi là "đường dolines", được phân loại là các đặc điểm karst. Karst là một dạng địa hình mà kết quả là khi nước ngầm tuần hoàn sẽ hòa tan các lớp nền hòa tan. Các nhà khoa học về karst vào thế kỷ 19 coi dolines là dạng địa hình karst điển hình, nhưng địa hình karst cũng được đặc trưng bởi các hang động, các dòng suối biến mất, các suối lớn và hệ thống thoát nước ngầm. Ở một số vùng karstic, chẳng hạn như Bán đảo Yucatan của Mexico, các dòng chảy trên bề mặt hầu như không tồn tại và hầu như tất cả các dòng nước đều đi qua các ống dẫn ngầm.

Các loại đá karstic phổ biến nhất là đá vôi - canxi cacbonat, CaCO 3 , ở dạng canxit hoặc argonit - và dolomit - canxi magiê cacbonat (CaMg (CO 3 ) 2 ). Những khoáng chất này hòa tan trong axit yếu và do đó dễ bị hòa tan bởi nước ngầm, thường được tích điện bằng axit cacbonic (H 2 CO 3 ) có nguồn gốc từ vật chất hữu cơ trong đất. Tuy nhiên, ở những vùng khô hạn hơn như Tây Nam Hoa Kỳ, các đặc điểm karst hình thành trong đá gốc bốc hơi phổ biến hơn. Đá trầm tích được tạo ra do sự bay hơi của nước mặn, được gọi là đá bay hơi, ở những khu vực này thường bao gồm thạch cao, có thành phần là canxi sunfat (CaSO 4 ∙ 2H 2O), và halit (muối mỏ), được tạo thành từ natri clorua (NaCl). Thạch cao dễ hòa tan hơn canxit hoặc dolomit nhiều lần, và các mỏm thạch cao do đó ít phổ biến hơn ở những vùng ẩm ướt hơn với lượng mưa cao hơn. Ở các vùng bánarid, các mỏm đá được tạo thành từ đá vôi ít hòa tan có nhiều khả năng tạo thành vách đá hơn và các hố sụt hình thành trong thạch cao phổ biến hơn. Các đặc điểm karst bề mặt hình thành trong halit rất hiếm vì muối mỏ có tính hòa tan cao, mặc dù các đặc điểm karst muối đã được tìm thấy ở các vùng cực kỳ khô hạn như Iran, Israel và đông Tây Ban Nha.

Các hố sụt là kết quả của nhiều cơ chế khác nhau, nhưng chúng được phân thành ba loại lớn: chúng được hình thành do sự hòa tan bề mặt hoặc gần bề mặt; những cái được hình thành do sự sụp đổ của lớp nền bên trên; và những thứ được hình thành hoàn toàn trong đất bị vùi lấp (nghĩa là đất phía trên lớp đá gốc). Các ví dụ ngoạn mục về hố sụt dung dịch xảy ra trên toàn cầu ở các vùng nhiệt đới như Java, Indon., Puerto Rico và vùng karst buồng lái của Jamaica, nhưng chúng hình thành tương đối chậm và ít có tác động của con người. Hố sụt lún rất hiếm, hình thành trong các cảnh quan đã phát triển trong vài nghìn hoặc hàng triệu năm.

Trong số ba loại, hố sụt hình thành trong đất quá tải phổ biến hơn nhiều và đã gây ra một hiện tượng địa chất nghiêm trọng (một hiện tượng địa chất có khả năng gây hại trên diện rộng) ở các vùng karst. Các hố sụt lún có lớp phủ được tạo ra bởi quá trình ngập tràn, một quá trình trong đó đất chưa kết dính rửa trôi xuống các khe hở và hang động trong lớp nền bên dưới và bề mặt đất bên trên dần dần chìm xuống. Các hố sụt đã hình thành trong đất sét, giàu đất sét hơn. Chúng thường là kết quả của sự phát triển của một hốc trong đường chân trời của đất và sự hỏng hóc sau đó của vòm đất bên trên. Những lỗ sâu như vậy có thể xuất hiện nhanh chóng, trong vòng vài ngày hoặc vài tháng, và sự sụp đổ thảm khốc có thể rất nhanh chóng hoặc tức thì. Năm 1981, một hố sụt do nắp đậy hình thành ở Winter Park, Fla., Và nuốt chửng một ngôi nhà riêng, một bể bơi thành phố,một phần của một cửa hàng sửa chữa và một phần lớn của con phố liền kề trong một khoảng thời gian tương đối nhỏ.

Các hố sụt xuất hiện tự nhiên, phổ biến trong địa hình karst, có thể được kích hoạt bởi các hiện tượng thời tiết như mưa lớn hoặc hạn hán sau đó là mưa lớn. Tuy nhiên, một tỷ lệ đáng kể các hố sụt có liên quan, trực tiếp hoặc gián tiếp, với hoạt động của con người. Trong một số trường hợp, việc rút quá nhiều nước ngầm để tưới tiêu đã làm giảm mực nước và do đó cho phép đất bão hòa rửa trôi xuống các hang động và ống dẫn ở lớp đá gốc bên dưới, có thể gây ra sự hình thành hố sụt. Ngoài ra, các hố sụt do nắp đậy đã hình thành dọc theo các con đường hoặc các khu vực khác, nơi nước liên tục được xả xuống mặt đất, rửa trôi đất vào các hốc đá bên dưới và tạo ra các hang đất có thể sụp đổ.

Khai thác muối cũng đã tạo ra các hố sụt. Năm 2008, hai hố sụt lớn hình thành ở đông nam New Mexico khi các hốc được tạo ra từ hoạt động khai thác giếng nước muối - một quá trình bơm nước ngọt vào các lớp muối để tạo ra nước muối sử dụng làm dung dịch khoan trong các giếng dầu - đột ngột bị sập. Các khoang nhân tạo được tạo ra bởi hoạt động này trở nên không ổn định và dẫn đến những vụ sụp đổ thảm khốc. Một trong những hố sụt cuối cùng đã phát triển đến đường kính hơn 100 m (328 ft), với độ sâu khoảng 45 m (khoảng 150 ft).

Hố sụt: Tác động của con người

Mặc dù các hố sụt là một tai biến địa chất quan trọng ở nhiều vùng karst, chúng đã đóng một vai trò quan trọng trong hệ thống nước ngầm của khu vực, trong số các chức năng khác, cung cấp các điểm tiếp cận để nước mặt đi vào các tầng chứa nước karstic. Ở Bán đảo Yucatan, các hố sụt có tường dốc được gọi là cenotes giao với mực nước ngầm, nơi chúng đóng vai trò cung cấp nước cho các cộng đồng lân cận. Ở đông nam New Mexico, các hồ thạch cao lớn ở phía đông Roswell được tạo ra bởi nước ngầm dâng cao, cung cấp nước tưới cho hoạt động nông nghiệp ở lưu vực Roswell Artesian.

Các hố sụt thường là nguồn gây ô nhiễm nước ngầm do chúng có mối liên hệ với các tầng chứa nước ngầm. Ở nhiều vùng nông thôn, hố sụt được coi như bãi chôn lấp tự nhiên và được sử dụng để xử lý các thiết bị lớn và ô tô cũ. Kích thước lớn của các ống dẫn trong các tầng chứa nước karstic cấm kiểu lọc tự nhiên xảy ra ở nhiều tầng chứa nước không có cát. Các chất ô nhiễm được đưa vào hệ thống nước ngầm thông qua các hố sụt đã xuất hiện trong các giếng cấp nước ở hạ lưu.

Các hố sụt cũng đã được xác định trong môi trường tàu ngầm. Nguồn gốc của hố sụt ở eo biển Florida đã gây tranh cãi và thường được cho là do quá trình xói mòn xảy ra khi eo biển này lộ ra trên mực nước biển. Một số nhà nghiên cứu cho rằng những hố sụt này hình thành do một kiểu ăn mòn vùng trộn, trong đó nước ngọt từ các tầng chứa nước trên bờ được thải vào eo biển Florida. Việc trộn nước ngọt với nước muối được cho là đã tạo ra một dung dịch giúp hòa tan lớp đá vôi một cách mạnh mẽ hơn. Một số hố sụt của tàu ngầm này xảy ra trên Sân thượng Pourtales ngoài khơi Florida Keys ở độ sâu vài trăm mét. Đặc điểm lớn nhất trong số này có đường kính gần 700 m (khoảng 2.300 ft) và sâu khoảng 260 m (khoảng 850 ft).

Các nhà khoa học ước tính rằng khoảng 25% dân số Trái đất sống trên địa hình karst hoặc lấy nước từ các tầng chứa nước karstic. Bởi vì các hố sụt thường là thành phần quan trọng của các hệ thống chứa nước địa phương và khu vực và vì vai trò của chúng như là những tai biến địa chất tích cực, những đặc điểm này dù tốt hơn hay xấu hơn sẽ tiếp tục có tác động xã hội đáng kể.

$config[zx-auto] not found$config[zx-overlay] not found