Какво е феноменът Ел Ниньо и неговото влияние върху геологията?
Ел Ниньо е едно от най-влиятелните климатични явления на Земята. Макар често да се обсъжда в контекста на екстремни метеорологични условия – като продължителни суши, наводнения или „изместени“ сезони – Ел Ниньо има и важни косвени въздействия върху геоложките процеси. Докато геологията изучава скали, структури на земната кора, вулкани и форми на релефа, много геоложки процеси са повлияни от вода, топлина и промени в натоварването на земната повърхност. Тъй като Ел Ниньо може значително да промени моделите на валежите, температурата и циркулацията на атмосферата и океана, то може да предизвика каскада от ефекти, които в крайна сметка оказват влияние върху стабилността на склоновете, скоростта на ерозия, речната седиментация и дори активността на горските пожари, които влияят на почвата.
Разбиране на Ел Ниньо: част от ENSO
Ел Ниньо е топлата фаза на системата ENSO (Ел Ниньо – Южно колебание), естествено колебание, което се среща в тропическата част на Тихия океан. При „нормални“ условия, пасатите духат от изток на запад по екваториалната част на Тихия океан, изтласквайки топла вода в океана близо до Индонезия и Австралия. В резултат на това западната част на Тихия океан е по-влажна и често се образуват дъждовни облаци, докато източната част на Тихия океан (близо до бреговете на Южна Америка) е по-суха поради издигането на студена, богата на хранителни вещества океанска вода отдолу на повърхността.
Когато се случи Ел Ниньо, пасатите отслабват или дори обръщат посоката си. Топлата вода, която обикновено се събира на запад, се придвижва към централната и източната част на Тихия океан. Възходящите ветрове на изток отслабват, температурите на морската повърхност се повишават, а образуването на облаци и моделите на валежите се променят. Ефектите не са само локални, но засягат и глобалните метеорологични пояси чрез промени в моделите на струйните течения и атмосферната циркулация.
За разлика от това, Ла Ниня е студената фаза на ENSO, когато пасатите се усилват и контрастът между влажните и сухите условия в Тихия океан се засилва. В много случаи геоложките въздействия, предизвикани от хидрологията (водата), могат да се различават между Ел Ниньо и Ла Ниня.
Въздействието на Ел Ниньо върху валежите и хидрологията: въведение в геологията
Връзката на Ел Ниньо с геологията обикновено се осъществява чрез промени в хидрологията и растителността. Когато валежите намалеят драстично в един регион, почвата изсъхва, растителната покривка намалява и рискът от пожари се увеличава. Обратно, на други места валежите се увеличават, което увеличава вероятността от наводнения и свлачища. С други думи, Ел Ниньо променя основните „геоложки агенти“: водата и гравитацията.
В Индонезия Ел Ниньо често се свързва с по-дълги и по-сухи сухи сезони, въпреки че интензитетът варира в различните региони и не винаги е еднакъв във всяко събитие. Продължителните сухи условия влияят върху наличието на подпочвени води, влагата на склоновете и капацитета на свързване на почвата. В някои случаи началото на дъждовния сезон след екстремна суша може действително да предизвика свлачища, защото напуканата почва осигурява бързи пътища за инфилтрация, позволявайки на водата лесно да достигне до повърхността на свлачището.
Свлачища и нестабилност на склоновете
Свлачищата са геоморфологично явление, което е силно чувствително към промените във валежите. Казано по-просто, склонът става нестабилен, когато движещите сили (теглото на материала и наклона) надвишават съпротивителните сили (сцепление с почвата, триене и корени на растителността).
Ел Ниньо може да повлияе на свлачищата по два основни начина:
1. Изсушаване и напукване на почвата
Продължителните засушавания намаляват влажността на почвата и могат да причинят пукнатини. Когато най-накрая завалят обилни дъждове, водата бързо се просмуква през тези пукнатини и увеличава порестото налягане в почвата, намалявайки якостта на триене и правейки склона по-склонен към свлачище.
2. Загуба на растителност
Сушата и горските пожари намаляват растителната покривка. Корените, които обикновено „държат“ почвата заедно, са намалени, което намалява стабилността на склона. Освен това, голата почвена повърхност е по-податлива на ерозия от първите обилни валежи след сух период.
Хълмистите и планинските райони, особено тези, които са претърпели промени в земеползването (напр. обезлесяване), може да са по-уязвими към тези косвени ефекти на Ел Ниньо.
Ерозия, седиментация и промени във формата на реката
Промените в моделите на валежите влияят значително върху скоростта на ерозия и транспорта на седименти. Когато Ел Ниньо причинява суша, речният отток намалява, отслабвайки способността на реката да транспортира седименти. Парадоксално обаче, рискът от голяма ерозия може всъщност да се увеличи, когато валежите се случват при екстремни, краткосрочни събития. След сух период повърхността на почвата често става по-непропусклива (например поради образуването на повърхностна кора), което позволява на повече дъждовна вода да се оттича, вместо да се инфилтрира. Високият отток отнася рохкава почва в реките, причинявайки:
– Повишена мътност и утаяване в реки, язовири и делти.
– Затлачване, което променя речния поток и увеличава риска от наводнения през следващия дъждовен сезон.
– Увреждане на водните екосистеми поради фини седименти, покриващи местообитанието.
В по-голям мащаб, повтарящите се цикли Ел Ниньо-Ла Ниня могат да повлияят на динамиката на делтата и бреговата линия, особено когато промените в речния отток и вълните взаимодействат с приливите и отливите и океанските течения.
Горски пожари, геология на земята и повърхността
Ел Ниньо често е свързан с повишен риск от пожари в засегнатите от суша райони, включително части от Индонезия. Пожарите имат значителни геоморфологични последици:
– Загуба на органични слоеве и отпадъци, които абсорбират дъждовна вода.
– Образуването на хидрофобен (водоустойчив) слой върху почвата поради нагряване, така че водата да тече по-лесно по повърхността и да ускори ерозията.
– Повишен поток от отломки след пожар, тъй като повърхностният материал се пренася лесно по време на силен дъжд.
В торфищата пожарите също допринасят за слягане на земята, тъй като изгорелият и изсъхнал торф губи обем. Това слягане може да представлява инженерно-геоложки (геотехнически) проблем, засягайки основите на сградите, каналите и инфраструктурата.
Въздействие върху подпочвените води и слягането
Продължителните засушавания доведоха до увеличено извличане на подземни води за битови, селскостопански и промишлени нужди. В някои райони, високата експлоатация на подземни води може да ускори слягането на земята, особено в седиментни басейни, съставени от глина и фин пясък. Слягането не се причинява единствено от Ел Ниньо; по-скоро Ел Ниньо може да действа като „социално-хидрологичен спусък“, който увеличава зависимостта от подземните води.
Слягането има както геоложки, така и катастрофални последици: пукнатини в земята, щети по пътища и сгради, както и повишен риск от наводнения, причинени от приливи и отливи, в крайбрежните райони, тъй като земната повърхност се понижава спрямо морското равнище.
Ел Ниньо предизвиква ли земетресения или вулкани?
Често възниква въпросът: може ли Ел Ниньо да причини земетресения или вулканични изригвания? Като цяло, тектоничните земетресения се движат предимно от движението на плочите, така че Ел Ниньо не е основна причина. Някои изследвания обаче са изследвали непряката връзка между вариациите във водното натоварване (напр. валежи и съхранение на повърхностни води) и промените в напрежението в разломите или вулканичните системи.
Принципът е следният: промените във водната маса – независимо дали от валежи, резервоари или промени в подземните води – могат да променят налягането и напрежението в плитката земна кора. При определени условия тези малки промени могат да действат като „спусък“ в система, която вече се приближава до точка на пречупване. Тази корелация обаче не винаги е силна и остава сложна област на изследване. Следователно е по-точно да се каже, че Ел Ниньо по-ясно влияе върху повърхностните геоложки опасности (свлачища, ерозия, пожари, слягания), отколкото предизвиква големи земетресения.
Последици за смекчаването на последиците и регионалното планиране
Разбирането на Ел Ниньо е важно не само за прогнозиране на времето, но и за управление на геоложкия риск. Някои важни стратегически стъпки включват:
– Картографиране на уязвимостта от свлачища и коригиране на земеползването по стръмни склонове, особено по време на прехода от сух към дъждовен сезон.
– Опазване на почвата и водите за намаляване на екстремния отток и ерозията след сухи периоди.
– Стриктно управление на подземните води по време на суша, за да се предотврати влошаване на слягането.
– Предотвратяване на пожари и възстановяване на растителността за поддържане на стабилността на почвата.
Затваряне
Ел Ниньо е глобален климатичен феномен, коренящ се във взаимодействието на атмосферата и океана в тропическия Тихи океан. Неговото въздействие се простира отвъд промените във времето до геоложки процеси чрез промени във валежите, наличието на вода, растителността и динамиката на земната повърхност. Свлачища, ерозия и седиментация, пожари, които променят свойствата на почвата, и слягане поради натиск върху подпочвените води са примери за геоложки въздействия, които могат да бъдат повлияни от Ел Ниньо. Чрез интегриране на климатична информация и геоложки познания, общностите и правителствата могат да разработят по-подходящи планове за смекчаване на последиците, за да намалят риска от бедствия, които съпътстват това сезонно изменение на климата.
