Prošlog mjeseca predsjednik Donald Trump poduzeo je korake kako bi poboljšao kampanju koja je obećala pretvoriti postojeću graničnu ogradu Sjedinjenih Država u "veliki, lijepi" zid. 25. siječnja Bijela kuća je izdala Izvršni nalog kojim je najavila stvaranje "sigurne, neprekidne i neprolazne fizičke barijere ... kako bi se spriječila ilegalna imigracija, trgovina drogama i trgovinama ljudima i teroristički akti." Sada su američka carinska i granična zaštita - ured koji je zadužen za provođenje graničnih propisa - nastoji učiniti naredbu konkretnom stvarnošću.
Današnja se ograda sastoji od otprilike 650 milja različitih segmenata izrađenih od kombinacije čeličnih stupova i šina, metalnih obloga, lančanih karika, betonskih pregrada za vozila i žičane mreže. Zamjena te ograde onom što je opisano kao betonska konstrukcija od 20 do 50 stopa koja će prijeći 1.000 od oko 2.000 kilometara američke granice s Meksikom neće biti lak nastup. Osim bavljenja predloženom meksičkom tužbom i kretanja kroz privatno vlasništvo nad većim dijelom teksaških zemalja, postoji još jedna zabrinutost koju su se neki detaljno pozabavili: geologija.
U usporedbi s izgradnjom mramorne palače ili crkvom sa visokim zidovima, podizanje zida može se činiti relativno jednostavnim. Nije. (Upitajte samo Kineze, čiji je Veliki zid trebao 2000 godina graditi i nisu uspjeli spriječiti okupatore.) Iako je većina zidnih dizajna prilično jednostavna, graditelji se moraju prilagoditi širokom rasponu terena, objašnjava Gary Clendenin, stariji hidrogeolog na ICF-u. Sama južna granica SAD-a sadrži pustinju, močvarna područja, travnjake, rijeke, planine i šume - što sve stvara znatno drugačije probleme graditeljima.
"Dužina ove stvari predstavlja izazove koji se obično ne preduzimaju u građevinskom projektu", kaže Clendenin.
Mogu li se te prepreke savladati? Smithsonian.com pitao je dvojicu znanstvenika, geofizičara i hidrogeologa, koji bi geološki čimbenici graditelji zida trebali prvo uzeti u obzir ako žele pokrenuti ovaj ambiciozni projekt.
Otprilike 650 milja različitih dijelova ograde stoji uz gotovo 2000 kilometara granice između SAD-a i Meksika. Mnogi segmenti, poput onog na slici gore, i dalje omogućuju komunikaciju preko granice. (Brian Auer / Alamy Stock Photo) Istraživanje stanja
Pisački toranj nikada se nije trebao naginjati. Izgrađena između 1173. i 1370. godine, off-kilter građevina smještena je na otprilike 30-ak metara finih riječnih sedimenata podloženih slojem drevne morske gline. No dok su graditelji skupljali tonove mramora, riječni se sedimenti nisu ravnomjerno zbijali. Dakle, do 1178. godine, kada su završili radove na trećoj priči, kula je već stekla svojstveni nagib.
Talijanska vlada otada je potrošila milijune dolara kako bi bila sigurna da se ova voljena znamenitost ne sruši. Takvi strukturni neuspjesi služe kao podsjetnik da, dok su naši preci uspjeli uspješno usaditi mnoge dojmljive podvige, "oni ne moraju nužno ostati uspravni", riječima terenskog geofizičara Mika McKinnona. Kako bi zaobišli takve probleme danas, moderni graditelji dodali su presudan korak u procesu izgradnje: istraživanje. Iako je dugotrajan, taj korak je presudan kako bi se osiguralo da rezultirajuća struktura može ostati na tera firmi godinama koje dolaze.
Prije polaganja jedne cigle, timovi znanstvenika okupljaju se na sceni kako bi istražili litaniju detalja, od dubine korita do hemijske obrade tla. U slučaju graničnog zida, oni bi morali preći cijelu dužinu predložene staze, radeći u segmentima za procjenu regije, prikupljanje podataka, izradu planova. (Zbog ove potrebe postupak postavljanja zidova - pogotovo onih koji se protežu na tisućama kilometara - postaje izazovniji od izgradnje, recimo, nebodera s 95 spratova.)
"Iskreno, za to bi bile potrebne godine", kaže Clendenin koji se specijalizirao za linearne projekte poput željeznica i cesta. McKinnon se slaže. Jedan projekt na kojem je radila, dionica cjevovoda dužine tri kilometra, sada je na petom terenskom istraživanju.
Ipak, čini se da Trumpova naredba omogućava samo šest mjeseci za sva istraživanja i planiranje. U svom dugom popisu potrebnih koraka, njegovo izvršno naređenje navodi:
„Izradite sveobuhvatnu studiju sigurnosti južne granice koja treba biti završena u roku od 180 dana od dana izdavanja ove naredbe, a koja uključuje trenutno stanje sigurnosti južne granice, sve geofizičke i topografske aspekte južne granice, dostupnost savezne i državne granice resurse neophodne za postizanje potpune operativne kontrole južne granice, kao i strategiju za dobivanje i održavanje potpune operativne kontrole južne granice. "
Kada je kontaktirao Smithsonian.com, agencija za carinsku i graničnu zaštitu odbila je komentirati trenutnu vremensku traku zida, rekavši u e-poruci da "bi bilo spekulativno rješavati pitanja koja trenutno postavljate." Ali prema znanstvenicima s kojima je Smithsonian.com razgovarao, to se uskoro neće dogoditi.
...
Dolazak u Bedrock
Prapovijesni grad Petra predstavlja sjajan primjer drevne geološke predviđanja. Otprilike u 4. stoljeću prije Krista, stanovnici Petre isklesali su temelj za ovaj nekada užurbani trgovački grad izravno u iscrpljene ružičasto-žute pješčenjačke litice između Crvenog i Mrtvog mora. Iako su vjetrovi i kiša prijetili da će uništiti strukturu odozdo, čvrsta stijena koja leži pod zemljinim labavim slojevima - održava ovu strukturu visokom tisućama godina.
McKinnon kaže da je takvo uzemljenje u podlozi ključno za izgradnju megastrukture. Za nešto tako opsežno kao zid dugačak 1.000 milja, visok 20 metara, graditelji će morati usidriti cijelu stvar ispod površine u ispod kamena ako žele da ostane uspravan.
Problem je u tome što ulazak u korijen može biti dosadan. Veliki pragovi granice sadrže jaki sloj labavih sedimenata - prljavštine, tla, pijeska - koji se polažu na podnožje. U nekim regijama podnožje je stotine, ako ne i tisuće metara. "Neka mjesta koja će biti podrum duboka - nikada nećete moći pristupiti podnožje na pristupačan način", kaže McKinnon.
"U redu je ako želite [graditi] sićušnu kuću, jer jednostavno morate plivati na njenom temelju", dodaje ona.
Ali ako gradite megastrukturu, "imate problem", kaže ona.
Granična ograda koja prolazi kroz pješčane dine Algodones u Kaliforniji posebne je konstrukcije kako bi se prilagodila neprekidnom okruženju dina. Uske, visoke stope visoke 15 stopa „lebde“ iznad pijeska i mogu se pomicati okomito tijekom pomicanja dina. (Granična patrola Sjedinjenih Država, Ministarstvo unutarnje sigurnosti) To ne znači da je gradnja na pijesku nemoguća. Ali kako bi sigurno postavili takve strukture, danas geofizičari provode opsežna seizmička istraživanja kako bi utvrdili što se krije ispod. Da bi stvorili ove slike, instaliraju redove spio-geofona, koji su 3D mikrofoni koji otkrivaju minutne vibracije tla, pretvarajući ih u električni signal. Tada stvaraju veliku buku, često aktivirajući eksploziju ili koristeći veliku težinu da obori zemlju. Geofoni bilježe rasipanje i odraz vibracija kako bi slikali podzemne građevine i izazivali probleme koji bi mogli ležati ispod površine.
Jedan od ovih problema McKinnon je doživio iz prve ruke, tijekom izgradnje hidroelektrane brane koja je trebala biti izgrađena u dolini koja se protezala na oko milju. Tim je obavio sve odgovarajuće pretrage regije i otkrio da ispod njihova korita rijeke leži drugi kanal ukopan u prljavštinu. "Da ga nismo pronašli i pokušali izgraditi nasip preko puta, voda bi upravo ispraznila onaj stari kanal ispod, a mi bismo imali rijeku ispod naše brane", kaže ona.
Postoje dvije mogućnosti za prevladavanje takvih problema sa sedimentom: zgusnuti sediment i dodati dublji temelj. Za zid težak oko 20 stopa, temelj bi se trebao protezati šest do osam stopa ispod površine, kaže Clendenin. Svi su ti koraci skupi i dugotrajni. Ali štedite na bilo kojem od njih, i "dobit ćete svoju situaciju" Leasing-Tower-of-Pisa ", kaže McKinnon.
Naravno, mnoge moderne regije nemaju ekonomska sredstva za takvo istraživanje i izgradnju dubokih temelja. Gradovi Kampanije u Italiji izgrađeni su na labavim sedimentima koji su skloni klizanju - situaciju pogoršanu lokalnim sječanjem vegetacije i nereguliranom gradnjom koja obično nema odgovarajuće temelje. Ovi čimbenici ostavljaju ih ranjivima u geologiji njihove regije: 1998. godine, kada je muljevita voda klizila kroz grad, kuće su se srušile pod težinom i kretanjem mulja, ostavivši najmanje 95 mrtvih.
...
Prljava drama
"Postoji nešto što ne voli zid / što šalje smrznuto zemljište ispod njega", započinje pjesmu Roberta Frosta "Mending Wall". Mraz možda nije bio geološki geodet, ali ispravio je jednu stvar: Kada je riječ o izgradnji zidova, oteklina tla glavna je glavobolja. Zato, nakon što istražitelji završe procjenu vrste stijena i zemlje na kojoj će graditi, započinju s proučavanjem prljavštine.
Sedimenti, posebno u glinenim materijalima, mogu poprimiti vodu, bubreći poput spužve u posudi s vodom. Rezultirajući ciklusi bubrenja i skupljanja tijekom vlažnih i suhih razdoblja mogu puknuti sam temelj konstrukcija. A ove su vrste tla uobičajene u mnogim državama u kojima će se graditi granični zid, uključujući Teksas i dijelove Novog Meksika. U stvari, otprilike polovica američkih domova izgrađena je na tlima koja se znatno šire, a gotovo polovica njih godišnje pretrpi štetu zbog tla, prema Američkom društvu građevinskih inženjera.
Prljavština može pojesti i sustav za potporu zida. Tla koja su prirodno kisela ili imaju visoku razinu klorida mogu brzo razgraditi metale bogate željezom, kaže McKinnon. Ta tla mogu "nagrizati bilo koji, recimo, lijepi veliki metalni armatur koji tamo stavljate da stabilizuje vaš temelj", kaže ona. Ostala tla imaju veliku količinu sulfata, spoja pronađenog u uobičajenom mineralnom gipsu koji razgrađuje i metale i beton. Tlo bogato sulfatom uobičajeno je na tlima Trans-Pecos duž granice u jugozapadnom dijelu Teksasa.
Održavanje tako duge strukture izazovno je. Čak i ako se takav zid može podići, veličina proračuna koja je potrebna za njegovo postavljanje ostaje nejasna. (Kevin Foy / Alamy Stock Photo) "Nailazit ćete na stotine, ako ne i tisuće različitih vrsta tla duž [tako dugotrajne] linearne staze", kaže Clendenin. (U stvari, samo u Teksasu ima preko 1300 vrsta tla.) A mnoga od tih tla neće biti pravi tip za izgradnju na vrhu. U tom trenutku, budući graditelji zidova imaju dvije mogućnosti: Potrošite više vremena i novca na iskopavanje postojećih tla i zamijenite ih boljom prljavštinom - ili izbjegavajte cijelu regiju.
Međutim, jedna stvar koju uvijek ne mogu izbjeći jesu regije pod rizikom zemljotresa i poplava. Rijeke teku duž značajnog dijela američko-meksičke granice što može stvoriti vrlo stvarnu opasnost od poplave. Gradnja pored rijeka također može predstavljati neočekivane pravne probleme: Ugovor iz 1970. zahtijeva da se ograda postavi od rijeke Rio Grande, koja označava granicu s Teksasom i Meksikom. Zbog toga trenutna ograda presijeca imovinu vlasnika zemlje u Teksasu i ima praznine kako bi vlasnici zemljišta mogli proći.
Zemljotresi su također relativno česti u zapadnim zemljama SAD-a. Ovisno o nakupljanju, neki od ovih treme mogu izazvati pukotine ili puknuće u zidu, kaže McKinnon. Jedan od primjera je potres magnitude 7, 2 koji se dogodio 2010. u blizini granice između Kalifornije i Meksika, prema Austin Elliottu, postdoktorskom studentu na Sveučilištu u Oxfordu, čije se istraživanje fokusira na povijest zemljotresa. "Da je postojao zid u El Centineli [planini na sjeveru Meksika], to bi bilo srušeno", piše Elliott na Twitteru.
...
Čak i ako su sve odgovarajuće ankete popunjene i potvrđene okvire, uspjeh nije zajamčen. "Postoji toliko mnogo stvari koje treba učiniti prije nego što čak i ispucate prvu čašicu prljavštine", kaže Clendenin.
Unatoč svim našim modernim alatima za istraživanje i pažljivom planiranju, zemlja će vas i dalje iznenaditi, dodaje McKinnon. "Ovaj dio za koji ste mislili da je dosadan, jednostavan i jednostavan za predvidjeti je zapravo potpuno kompliciran", kaže ona. „Pogledajte bilo koji veći iskop za sustav podzemne željeznice, bilo koju veliku konstrukciju mosta, bilo koji veliki kompleks tornja; svi su prethodno imali intenzivne ankete, opsežne faze projektiranja i još su ih morale izmijeniti tijekom izgradnje. "
Nakon najave Trumpove izvršne naredbe, McKinnon je otišao na Twitter kako bi ostavio predosjećajni podsjetnik na posljedice podcjenjivanja Zemlje. "Zemlja ne oprašta neuredno", napisala je. Dodala je u intervjuu: "Ignoriraj geologiju na tebi!"
