2012年8月，在新奧爾良科恩河口附近意外獲得25英畝天坑航拍照片。2012年獲取的NASA航空雷達(dá)數(shù)據(jù)分析揭示了雷達(dá)探測(cè)到的深坑倒塌前的跡象。這些數(shù)據(jù)可能會(huì)幫助預(yù)見(jiàn)天坑。（照片由新奧爾良Wings Of Care組織提供）

　　2012年美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）獲取的航空雷達(dá)數(shù)據(jù)分析展示了在科恩河口附近巨坑出現(xiàn)之前的雷達(dá)探測(cè)指標(biāo)，分析預(yù)測(cè)了巨坑出現(xiàn)，從而產(chǎn)生了強(qiáng)制撤出的決定。

　　調(diào)研結(jié)果建議，如果可以定期通過(guò)航測(cè)系統(tǒng)和衛(wèi)星獲取雷達(dá)數(shù)據(jù)，至少可以在某些情況下提前預(yù)見(jiàn)天坑的存在，減少對(duì)人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的危險(xiǎn)。

　　在地面層坍塌進(jìn)入下面的溶洞時(shí)，天坑在地面已經(jīng)形成下降。它們通常沒(méi)有警告。這些觀測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)NASA對(duì)路易斯安那州墨西哥灣地面沉降監(jiān)測(cè)任務(wù)得到。

　　基于2011年6月和2012年7月的C-20A無(wú)人飛行器兩次飛行中搭載的合成孔徑雷達(dá)（UAVSAR）數(shù)據(jù)，NASA帕薩迪納市噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室研究人員Cathleen Jones和Ron Blom分析了該地區(qū)的干涉合成孔徑雷達(dá)（InSAR）影像。InSAR監(jiān)測(cè)和測(cè)量了地表面非常微小的變形。

　　他們的分析表明， 在坍塌前至少一個(gè)月地面變形明顯，向深坑后來(lái)形成的地方橫向遷移了10.2英寸（260毫米）。這些前兆性地表移動(dòng)覆蓋了比形成天坑更廣闊的范圍，大約1640 x 1640英尺（500 x 500米），大約多出2英畝（1公頃）。研究的結(jié)果發(fā)表在2月出版的《地質(zhì)學(xué)》雜志上。

　　Jones指出，水平地面變形以前沒(méi)有被認(rèn)為是形成灰?guī)r天坑信號(hào)。這一新研究表明他們可以提前預(yù)見(jiàn)天坑的形成。這種運(yùn)動(dòng)可能比之前認(rèn)為的更為常見(jiàn)，尤其是在地表附近有松散土壤層地區(qū)。

　　在出現(xiàn)小地震和天然氣冒泡現(xiàn)象數(shù)周后于2012年8月3日意外形成的科恩河口灰?guī)r天坑引發(fā)了社會(huì)關(guān)注。這是由于一個(gè)地下儲(chǔ)存洞側(cè)壁坍塌引起的。這個(gè)儲(chǔ)存洞連接到了附近的西方石油公司旗下的德州鹽水公司的一口井?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查顯示儲(chǔ)存洞位于地下超過(guò)3000英尺（914米），已經(jīng)接近在地下開(kāi)采的Napoleonville鹽丘邊緣。天坑中充滿(mǎn)了泥漿－混合流體和固體粉－現(xiàn)在已經(jīng)逐漸擴(kuò)大，大約有25英畝（10.1公頃）區(qū)域并至少有750英尺（229米）深，還在繼續(xù)擴(kuò)大。

　　Blom指出，他們的工作顯示出雷達(dá)遙感可以提供至少在一些天坑表面坍塌之前的監(jiān)測(cè)技術(shù)， 特別可以用來(lái)監(jiān)控石油工業(yè)在鹽丘中的操作。鹽丘在沉積巖中形成拱形結(jié)構(gòu)，大量的鹽被迫上升。通過(guò)對(duì)地表測(cè)量的應(yīng)變，這種技術(shù)可以減少風(fēng)險(xiǎn)并提供定量信息，用來(lái)提前預(yù)測(cè)天坑的規(guī)模和增長(zhǎng)速度。

　　通?；?guī)r天坑沒(méi)有自然外來(lái)的表面排水，他們通過(guò)自然過(guò)程和人類(lèi)活動(dòng)形成。他們通常發(fā)生在喀斯特地區(qū)，巖溶發(fā)生地區(qū)的巖石表面可以通過(guò)地下水溶解，最常見(jiàn)的是在石灰?guī)r地區(qū)或其他碳酸鹽巖、石膏或鹽床上形成。當(dāng)巖石溶解，他們形成空間和地下洞穴。

　　灰?guī)r天坑大小從幾英尺到幾百英畝大，有些可以很深。這種災(zāi)害是遍及世界的常見(jiàn)災(zāi)害，在美國(guó)所有地區(qū)都有發(fā)現(xiàn)，大部分的天坑災(zāi)害出現(xiàn)在佛羅里達(dá)州、密蘇里州、德克薩斯州、阿拉巴馬州、肯塔基州、田納西州和賓夕法尼亞州。雖然天坑極少造成人員死亡，但在2013年2月，在佛羅里達(dá)州的坦帕，一處房屋被巨坑吞食，造成一名男性死亡。

　　人為造成的科恩河口灰?guī)r天坑產(chǎn)生在一個(gè)灰?guī)r地陷風(fēng)險(xiǎn)不大的地區(qū)。墨西哥灣沿岸路易斯安那州和德克薩斯州東部座落在古老的海底沉積帶上，隨著較低密度的鹽層上升，從而形成鹽丘。在科恩河口下面的Napoleonville鹽丘延伸到表面690英尺（210米）。各公司在圓頂上挖洞通過(guò)溶解鹽獲取鹽水，隨后在洞穴存儲(chǔ)燃料和鹽水。

　　Jones和Blom表明，截止2013年10月的近期UAVSAR對(duì)此地區(qū)的持續(xù)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)變形區(qū)域擴(kuò)大，有可能影響附近其他鹽丘儲(chǔ)存洞的外墻。由于河口科恩天坑內(nèi)現(xiàn)在已經(jīng)積滿(mǎn)水，很難使用InSAR測(cè)量變形區(qū)域。然而，如果變形遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)該坑邊界，InSAR可能繼續(xù)追蹤由地表下變化引起的地表移動(dòng)。

　　由于持續(xù)增長(zhǎng)的巨坑已經(jīng)威脅到附近社區(qū)和70號(hào)高速公路，因此迫切需要快速評(píng)估它的擴(kuò)大速度和最終形成的規(guī)模。Jones指出，這種類(lèi)型的數(shù)據(jù)在判定巨坑擴(kuò)大方向方面有很大的價(jià)值。在科恩河口，大量物質(zhì)繼續(xù)流入巨洞，正在形成坍塌。

　　Blom指出，目前沒(méi)有即時(shí)計(jì)劃使用UAVSAR觀測(cè)天坑多發(fā)區(qū)。可能花很多時(shí)間飛行和處理數(shù)據(jù)，但沒(méi)有發(fā)現(xiàn)灰?guī)r天坑。在科恩河口的發(fā)現(xiàn)很偶然。但它確實(shí)說(shuō)明InSAR衛(wèi)星預(yù)期的好處之一是可以頻繁地對(duì)廣大區(qū)域進(jìn)行雷達(dá)成像，如：正在開(kāi)展中的NASA-印度空間研究組織合成孔徑雷達(dá)任務(wù)。

　　Jones指出，每年意想不到的由灰?guī)r天坑、山體滑坡和潰堤引起的地面運(yùn)動(dòng)造成了數(shù)百萬(wàn)美元損失，奪取了許多人的生命。在一個(gè)災(zāi)難性的坍塌前有個(gè)小移動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，InSAR可以對(duì)這種微小的前兆進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

　　NASA利用衛(wèi)星、航空器和地面觀測(cè)能力監(jiān)測(cè)來(lái)自陸地、天空和空間的地球重要標(biāo)志。結(jié)合長(zhǎng)期數(shù)據(jù)記錄和計(jì)算機(jī)分析工具，NASA發(fā)展新的途徑來(lái)觀測(cè)和研究地球互相關(guān)聯(lián)的自然系統(tǒng)，以便更好地了解地球的變化。它與國(guó)際社會(huì)、世界及美國(guó)研究機(jī)構(gòu)分享其專(zhuān)有知識(shí)并致力于了解和保護(hù)我們的地球。

　　來(lái)源：http://www.nasa.gov/press/2014/march/nasa-radar-demonstrates-ability-to-foresee-sinkholes/

　?。ㄍ趸幾g，殷永元審核）