Minulý mesiac prezident Donald Trump podnikol kroky na dosiahnutie úspechu v kampani sľubnej premeny existujúceho hraničného plotu Spojených štátov na „veľkú, krásnu“ stenu. 25. januára vydal Biely dom výkonný príkaz, v ktorom oznámil vytvorenie „bezpečnej, susediacej a nepriechodnej fyzickej bariéry… na zabránenie nelegálnemu prisťahovalectvu, obchodovaniu s drogami a ľuďmi a teroristickým činom.“ Teraz americká colná správa a ochrana hraníc - úrad poverený presadzovaním hraničných predpisov - sa snaží urobiť tento poriadok konkrétnou realitou.
Dnešný oplotenie pozostáva z približne 650 míľ rôznych segmentov, ktoré sú vyrobené z kombinácie oceľových stĺpikov a koľajníc, plechov, reťazí, betónových zvodidiel a drôteného pletiva. Nahradiť tento plot tým, čo bolo opísané ako betónová konštrukcia s rozmermi 20 až 50 stôp, ktorá prejde 1 000 z 2 000 míľ od americkej hranice s Mexikom, nebude ľahkým činom. Okrem riešenia navrhovaného mexického súdneho procesu a navigácie v súkromnom vlastníctve väčšiny texaských krajín existuje aj niekoľko ďalších problémov, ktoré sa podrobne venovali: geológia.
V porovnaní s výstavbou mramorového paláca alebo vysokohorského kostola sa zdanie múru môže zdať relatívne jednoduché. Nie je. (Len sa opýtajte Číňana, ktorého výstavba Veľkej múry trvalo 2 000 rokov a nedokázala zabrániť útočníkom.) Aj keď väčšina návrhov múrov je pomerne jednoduchá, stavitelia sa musia prispôsobiť širokej škále terénov, vysvetľuje Gary Clendenin, hlavný hydrogeológ v ICF. Samotná južná hranica USA obsahuje púšť, mokrade, lúky, rieky, hory a lesy, ktoré pre staviteľov spôsobujú obrovské problémy.
„Dĺžka tejto veci predstavuje výzvy, ktoré sa pri stavebnom projekte zvyčajne nevykonávajú, “ hovorí Clendenin.
Môžu byť tieto prekážky prekonané? Smithsonian.com požiadal dvoch vedcov, geofyzika a hydrogeológa, ktoré geologické faktory by mali stavitelia múrov najprv vziať do úvahy, ak majú realizovať tento ambiciózny projekt.
Pozdĺž takmer 2000 míľovej hranice medzi USA a Mexikom stojí asi 650 míľ rôznych segmentov plotu. Mnoho segmentov, podobne ako ten vyššie uvedený, stále umožňuje určitú komunikáciu cez hranice. (Brian Auer / Alamy Stock) Prieskum situácie
Veža v Pise sa nikdy nemala nakláňať. Postavená v rokoch 1173 až 1370 bola off-cilterová štruktúra umiestnená na vrchole zhruba 30 stôp jemných riečnych sedimentov podložených vrstvou starodávnej morskej hliny. Ale keď stavitelia zhromaždili tony mramoru, riečne sedimenty sa nezhutňovali rovnomerne. Takže v roku 1178, keď dokončili prácu na treťom príbehu, už veža získala svoj charakteristický náklon.
Talianska vláda odvtedy utratila milióny dolárov, aby zabezpečila, že sa táto milovaná pamiatka nezvráti. Takéto štrukturálne zlyhania slúžia na pripomenutie, že zatiaľ čo naši predkovia dokázali úspešne postaviť veľa pôsobivých výkonov, „nemusia nevyhnutne zostať vzpriamení“, slovami poľného geofyzika Mika McKinnona. Aby sa takýmto problémom zabránilo dnes, moderní stavitelia pridali zásadný krok k procesu výstavby: prieskum. Aj keď je tento krok časovo náročný, je rozhodujúce na zabezpečenie toho, aby výsledná štruktúra mohla zostať stáť na terra firma aj v nasledujúcich rokoch.
Pred položením jednej tehly sa tímy vedcov zhromaždia na scéne, aby preskúmali litaniu detailov, od hĺbky podložia až po pôdnu chémiu. V prípade hraničnej steny by museli prejsť celú dĺžku navrhovanej trasy, pracovať v segmentoch, aby vyhodnotili región, zhromaždili údaje a vypracovali plány. (Táto nevyhnutnosť spôsobuje, že stavba múrov - najmä tých, ktoré presahujú tisíce kilometrov - je náročnejšia ako stavba, povedzme 95-poschodového mrakodrapu.)
„Úprimne povedané, trvalo by to roky, “ hovorí Clendenin, ktorý sa špecializuje na lineárne projekty, ako sú železnice a cesty. McKinnon súhlasí. Jeden projekt, na ktorom pracovala, tri kilometre dlhý plynovod, je teraz piatym rokom terénnych prieskumov.
Zdá sa však, že Trumpov príkaz umožňuje iba šesť mesiacov na všetky prieskumné a plánovacie úsilie. V jeho dlhom zozname požadovaných krokov jeho výkonný poriadok uvádza:
„Vypracovať komplexnú štúdiu o bezpečnosti južnej hranice, ktorá sa má dokončiť do 180 dní od tejto objednávky, ktorá bude zahŕňať súčasný stav bezpečnosti južnej hranice, všetky geofyzikálne a topografické aspekty južnej hranice, dostupnosť federálnej a štátnej správy zdroje potrebné na dosiahnutie úplnej operatívnej kontroly južnej hranice a stratégia na získanie a udržanie úplnej operatívnej kontroly južnej hranice. “
Keď sa agentúra Smithsonian.com skontaktovala, odmietla sa vyjadriť k aktuálnemu časovému plánu steny a v e-maile uviedla, že „bolo by špekulatívne riešiť otázky, ktoré v tejto chvíli kladiete.“ Ale podľa vedci, s ktorými Smithsonian.com hovoril, v dohľadnej dobe to nebude stúpať.
...
Dostať sa do Bedrock
Praveké mesto Petra je ukážkovým príkladom starodávneho geologického predvídania. Okolo 4. storočia pred naším letopočtom vytesali Petrovi základy tohto kedysi rušného obchodného mesta priamo do členitých ružových a pálených pieskovcových útesov medzi Červeným morom a Mŕtvym morom. Aj keď hrozilo, že štruktúra zhora zhorí vietor a dážď, jej pevné zakorenenie v podloží - pevná hornina, ktorá leží pod voľnými vrstvami Zeme - túto štruktúru udržuje tisíce rokov vysokú.
Takéto zakotvenie v podloží je kľúčovým prvkom pri budovaní megastruktúry, hovorí McKinnon. Pre niečo také rozsiahle ako stena s rozlohou 1 000 míľ, ktorá stojí vyššie ako 20 stôp, budú musieť stavitelia zakotviť celú vec pod povrchom k podkladovej skale, ak chcú, aby zostala vzpriamená.
Problém je v tom, že dostať sa na podložie môže byť strašidelné. Na veľkých priechodoch hraníc sa nachádza mohutná vrstva voľných sedimentov - špiny, pôdy, piesku - ležiaca na podloží. V niektorých oblastiach je podložie stovky, ak nie tisíce metrov nadol. „Na niektorých miestach bude skalné podložie príliš hlboké - nikdy sa nebudete môcť dostať na skalné podložie dostupným spôsobom, “ hovorí McKinnon.
"To je v poriadku, ak chcete [postaviť] malý dom, pretože ho jednoducho položíte na jeho základ, " dodáva.
Ale ak budujete megastruktúru, „máte problém, “ hovorí.
Hraničný plot, ktorý vedie cez piesočné duny Algodones v Kalifornii, má špeciálnu konštrukciu, aby vyhovoval neustále sa meniacemu prostrediu dun. Úzke, vysoké 15 metrov vysoké stĺpiky „plávajú“ nad pieskom a pri pohybe dún sa môžu pohybovať vertikálne. (Hraničná hliadka Spojených štátov, ministerstvo vnútornej bezpečnosti) To však neznamená, že stavať na piesku nie je možné. Geofyzici však v záujme bezpečného postavenia takýchto štruktúr dnes vykonávajú rozsiahle seizmické prieskumy, aby si predstavili, čo sa skrýva pod nimi. Na vytvorenie týchto obrázkov inštalujú rady špicatých geofónov, čo sú 3D mikrofóny, ktoré detekujú drobné vibrácie zeme a prevádzajú ich na elektrický signál. Potom vydávajú veľký hluk, často vyvolaním výbuchu alebo použitím ťažkej váhy na zem. Geofóny zaznamenávajú rozptyl a odraz vibrácií na zobrazenie podzemných štruktúr a odstraňujú problémy, ktoré môžu ležať pod povrchom.
McKinnon mal jeden z týchto problémov na prvý pohľad, počas výstavby vodnej priehrady, ktorá mala byť postavená cez údolie, ktoré sa rozprestieralo asi míľu. Tím vykonal všetky správne prieskumy v regióne a zistil, že pod ich korytom ležal druhý kanál zahrabaný v nečistotách. "Keby sme to nenašli a my sme sa pokúsili vybudovať priehradu, potom by voda práve erodovala ten starý kanál a pod riekou by sme mali rieku, " hovorí.
Existujú dve možnosti na prekonanie týchto problémov so sedimentom: zhutnenie sedimentu a pridanie hlbšieho základu. Pokiaľ ide o stenu, ktorá je zhruba 20 stôp vysoká, nadácia by sa mala rozširovať šesť až osem stôp pod povrch, hovorí Clendenin. Všetky tieto kroky sú drahé a časovo náročné. Ale šetriť na niektorú z nich, a "dostanete svoju šikmú vežu-Pisa situácia, " hovorí McKinnon.
Mnohé moderné regióny samozrejme nemajú také ekonomické zdroje, aby mohli robiť takéto prieskumy a budovať hlboké základy. Mestá Kampánia v Taliansku sú vybudované na voľných sedimentoch, ktoré sú náchylné na kĺzanie. Situácia sa zhoršila miestnym vyčistením vegetácie a neregulovanou stavbou, ktorá obyčajne nemá primerané základy. Tieto faktory ich robia zraniteľnými voči rozmarom geológie ich regiónu: V roku 1998, keď sa mestom vlnila zosuv pôdy, sa domy podľa hmotnosti a pohybu kalu zhroutili a zostalo najmenej 95 mŕtvych.
...
Dirt Drama
"Niečo, čo nemiluje stenu / ktorá pod ňou vysiela zmrznutý mlyn, " začína báseň Roberta Frosta "Mending Wall". Mráz možno nebol geologický geodet, ale mal jednu pravdu: Pokiaľ ide o stavbu múrov, opuch pôdy je hlavnou bolesťou hlavy. Preto po tom, ako inšpektori dokončia hodnotenie druhu hornín a zeme, ktoré budú stavať, začnú študovať nečistoty.
Sedimenty, najmä v materiáloch bohatých na hlinu, môžu absorbovať vodu a napučiavajú ako špongia v miske s vodou. Výsledné cykly napučiavania a zmenšovania počas mokrého a suchého obdobia môžu prasknúť samotné základy štruktúr. Tieto druhy pôdy sú bežné v mnohých štátoch, v ktorých bude postavená hraničná stena, vrátane Texasu a častí Nového Mexika. Podľa Americkej spoločnosti stavebných inžinierov je asi polovica amerických domov postavená na pôdach, ktoré sa výrazne rozširujú, a takmer polovica z nich každoročne utrpí škodu kvôli pôde.
Nečistoty môžu tiež pohltiť podporný systém steny. Pôdy, ktoré sú prirodzene kyslé alebo majú vysoké hladiny chloridov, môžu rýchlo degradovať kovy bohaté na železo, hovorí McKinnon. Tieto pôdy by mohli „korodovať akúkoľvek, povedzme, peknú veľkú kovovú tyč, ktorú tam vkladáte, aby ste stabilizovali svoj základ, “ hovorí. Ostatné pôdy obsahujú vysoké množstvo síranov, čo je zlúčenina nachádzajúca sa v bežnej minerálnej sadre, ktorá štiepi kovy aj betón. Pôdy bohaté na sírany sú bežné v takzvaných pôdach Trans-Pecos pozdĺž hranice v juhozápadnom ramene Texasu.
Udržiavanie takejto zdĺhavej štruktúry je náročné. A aj keď takúto stenu možno postaviť, výška rozpočtu potrebná na jej udržanie zostáva nejasná. (Kevin Foy / Alamy Stock) "Stretnete sa so stovkami, ak nie s tisíckami rôznych druhov pôd pozdĺž [tak zdĺhavej] lineárnej dráhy, " hovorí Clendenin. (V skutočnosti existuje iba v Texase viac ako 1 300 druhov pôdy.) A mnohé z týchto pôd nebudú na vrchu budovať ten správny typ. V tomto okamihu majú budúci stavitelia múrov dve možnosti: tráviť viac času a peňazí vykopávaním existujúcich pôd a ich nahradením lepšou špinou - alebo sa úplne vyhnúť regiónu.
Jedinou vecou, ktorej sa nemôžu vždy vyhnúť, sú oblasti, ktorým hrozí zemetrasenie a povodeň. Rieky pretekajú pozdĺž značnej časti americko-mexickej hranice, čo môže spôsobiť veľmi skutočné nebezpečenstvo povodne. Budova priľahlá k riekam môže tiež predstavovať neočakávané právne problémy: Zmluva z roku 1970 vyžaduje, aby sa oplotenie vrátilo od rieky Rio Grande, ktorá vymedzuje texasko-mexickú hranicu. Z tohto dôvodu súčasný plot prechádza cez pozemok vlastníka pôdy v Texase a má medzery, ktoré majiteľom pôdy umožnia prejsť.
Zemetrasenia sú v západných štátoch USA tiež časté. V závislosti od stavby môžu niektorí z týchto tromárov spôsobiť trhliny alebo praskliny v stene, hovorí McKinnon. Jedným z príkladov je zemetrasenie o sile 7, 2 stupňa, ktoré v roku 2010 zasiahlo hranice medzi Kalifornia a Mexikom, tvrdí Austin Elliott, postgraduálny študent na Oxfordskej univerzite, ktorého výskum sa zameriava na históriu zemetrasení. "Keby existovala stena v El Centinela (hora v severnom Mexiku), bolo by to vykompenzované, " píše Elliott na Twitteri.
...
Aj keď sú dokončené všetky správne prieskumy a políčka sú začiarknuté, úspech nie je zaručený. „Existuje toľko vecí, ktoré musíte urobiť skôr, ako vyhodíte prvú hromadu špiny, “ hovorí Clendenin.
Napriek všetkým moderným nástrojom na sledovanie a starostlivému plánovaniu vás krajina stále prekvapí, dodáva McKinnon. „Táto časť, o ktorej ste si mysleli, že je nudná a jednoduchá a ľahko predvídateľná, je v skutočnosti úplne komplikovaná, “ hovorí. "Pozrite sa na akékoľvek väčšie vykopávky pre podzemný systém, akékoľvek väčšie mostné konštrukcie, veľké vežové komplexy; všetky z nich mali vopred intenzívne prieskumy, rozsiahle fázy navrhovania a počas výstavby sa museli stále upravovať. “
Po vyhlásení Trumpovho výkonného poriadku vzal McKinnon na Twitter, aby zanechal predstierajúcu pripomienku dôsledkov podcenenia Zeme. „Krajina neodpustí nedbalému, “ napísala. V rozhovore dodala: „Ignorujte geológiu podľa svojho nebezpečenstva.“
