Zemljotres Kaikura na Novom Zelandu 2016. zaustavio je Vaiau Toa — takođe poznatu kao reka Klarens — u svom toku. Za nekoliko sati, reka je poplavila izvan svog kanala i promenila tok. Za sedam godina od zemljotresa jačine 7,8 stepeni Rihtera, reka je potpuno napustila put kojim je išla.
Ovo nije prvi put da se ovako nešto dešava.
Poplave i zemljotresi su neke od najčešćih prirodnih katastrofa u svetu. Urađeno je mnogo posla da bi se razumeo njihov rizik — ali relativno malo da bi se utvrdilo kako se oni mogu pojaviti u isto vreme.
To je problem. Desetine hiljada aktivnih raseda prolazi ispod rečnih kanala širom sveta i na Novom Zelandu. Na mestima ukrštanja raseda i reka prepliću se i opasnosti od zemljotresa i rečnih poplava.
Novo istraživanje Erina McEvana pokazuje da kada rased deformiše zemljinu površinu, može da izazove iznenadnu poplavu reke iznad njenog utvrđenog kanala. Ovo može ugroziti zajednice koje ništa ne sumnjaju.
U nekim slučajevima, iznenadni pomaci reke – takođe poznati kao avulzija – mogu čak dovesti do toga da reka uspostavi novi kanal unutar pejzaža.
Postoji mnogo primera ovog fenomena kroz istoriju, uključujući rupturu raseda Reelfoot 1812. godine, koji je pregradio moćnu reku Misisipi na nekoliko sati. Isti zemljotres je takođe trajno pregradio reku Reelfoot, stvarajući jezero Reelfoot.
Zemljotresi nastaju usled naglog kretanja na rasedima. Kada rased pukne na površinu, može da pomeri jednu stranu raseda vertikalno preko druge. Ovo može dovesti do toga da veliki blok zemlje bude trajno podignut ili depresivan.
Tamo gde rasedi prolaze ispod reka, ovo vertikalno kretanje može da proizvede skarpu raseda – zid od stena i/ili tla – koji ometa sposobnost reke da nastavi da teče u svom uobičajenom kanalu.
Ovo se dogodilo u Kaikouri 2016. Rased Papatea je puknuo i stvorio 6,5 metara visoku barijeru unutar kanala Vaiau Toa, zaustavivši reku u njenom toku i brzo i trajno promenivši putanju kojom ide.
Ali možemo li da predvidimo ovu vrstu stvari pre nego što se dogodi?
Podaci iz zemljotresa u Kaikuri pružili su priliku da se testira da li se ovakve promene u rečnim tokovima i potencijalne poplave mogu unapred „predvidjeti“. Ispostavilo se da je to moguće.
Naučnici su konstruisali dva modela poplava koji su imali za cilj da reprodukuju pomak reke Vaiau Toa. Prvi model je koristio topografske podatke dobijene nakon zemljotresa Kaikoura 2016., koji su sadržali stvarnu rasedu Papatee. Drugi model je simulirao avulziju koristeći topografiju pre zemljotresa, modifikovanu veštačkom Papatea rasedom.
Oba modela su se dobro pokazala i tačno su reprodukovala obrasce poplava koje su se desile 2016. Ovo ukazuje da se promene u obrascima rečnih poplava nakon zemljotresa koji su raspršili površinu mogu predvideti unapred.
Međutim, nemoguće je predvideti tačan iznos površinskog pomeranja koji rased može da proizvede kada pukne, ili tačne uslove rečnog toka kada dođe do toga. Umesto toga, modeliranje poplava se može koristiti za istraživanje scenarija unapred koristeći istorijske informacije o protoku i istorijske podatke o greškama.
Primenjujući ovo na rupturu raseda Papatea, istraživači su otkrili da se iznenadne promene u toku reke možda neće desiti odmah ako je reka niska.
Ovo je važno, jer studija sugeriše da bi poplave mogle da budu odložene nakon zemljotresa koji je nastao na površini ako se pogođena reka smanji. Ipak, reka može i dalje promeniti tok kasnije, kako se protok povećava.
Pravljenje modela poplava unapred može omogućiti planerima da identifikuju ključne zone duž reke koje su izložene ovoj opasnosti. Zatim mogu da uvedu mere koje će smanjiti uticaj poplava, kao što su nasipi.
Položaj Novog Zelanda na granici ploča znači da su zemljotresi uobičajena prirodna opasnost. Opasnosti od poplava se takođe povećavaju po učestalosti i ozbiljnosti.
Kaikoura nije jedina zajednica koja bi mogla biti pogođena kombinacijom zemljotresa i poplava.
Mnogi aktivni rasedi na Novom Zelandu leže u osnovi reka koje se nalaze u blizini naseljenih područja ili kritične infrastrukture. Primeri uključuju rased Velington, koji leži ispod reke Hat, i rased Titri i raskrsnicu reke Taieri koja se graniči sa aerodromom Dunedin i nekoliko gradova.
Ipak, mi obično ne razmatramo kako se ove reke mogu promeniti nakon zemljotresa koji puca na površini, što znači da obližnje populacije i infrastruktura ostaju izloženi i nepripremljeni. Jedinstvena kombinacija zemljotresa i poplava retko se razmatra u postojećim strategijama upravljanja poplavama ili planovima za reagovanje na zemljotrese.
Imperativ je da postojeći planovi odgovora na zemljotrese uzmu u obzir uticaj aktivnih raseda koji podupiru rečne sisteme. Trenutni modeli poplava koji zanemaruju njihovo prisustvo mogu potceniti obim, dugovečnost i obrasce poplava nakon zemljotresa.
Modeliranje pruža put napred. Uz izvesno znanje o lokaciji raseda i stilu rupture, interakcije između zemljotresa sa rupturama površine i opasnosti od poplava reke mogu se istražiti unapred.
