Eelmisel kuul astus president Donald Trump samme, et saada kasu kampaania lubadusest muuta USA olemasolev piirdeaed "suureks, ilusaks" seinaks. 25. jaanuaril andis Valge Maja välja käskkirja, millega kuulutati välja turvalise, külgneva ja läbimatu füüsilise tõkke loomine ... ebaseadusliku sisserände, narko- ja inimkaubanduse ning terroriaktide ennetamiseks. "Nüüd on USA tolli- ja piirikaitse - amet, mille ülesandeks on jõustada piirieeskirjad - kavatseb muuta selle korralduse konkreetseks reaalsuseks.
Tänapäeva tara koosneb umbes 650 miili kaugusel eraldatud segmentidest, mis on valmistatud terasest postide ja rööbaste, metallplekkide, ketilüli, betoonist sõidukite tõkete ja traatvõrgu kombinatsioonist. Aia asendamine sellega, mida on kirjeldatud kui 20–50-jalast betoonkonstruktsiooni, mis läbib USA Mehhiko piirist umbes 2000 miili umbes 1000 miili, ei ole lihtne ülesanne. Lisaks kavandatud Mehhiko kohtuasjaga tegelemisele ja suure osa Texase maade eraomanduses navigeerimisele on ka mõni teine probleem, mida vähesed on üksikasjalikult käsitlenud: geoloogia.
Võrreldes marmorist palee või kõrge terega kiriku ehitamisega võib seina püstitamine tunduda suhteliselt lihtne. Ei ole. (Lihtsalt küsige hiinlastelt, kelle suure müüri ehitamiseks kulus 2000 aastat ja sissetungijaid ei suudetud hoida.) Ehkki enamik seinakujundusi on üsna lihtsad, peavad ehitajad kohanema paljude maastikega, selgitas ICF vanemhüdrogeoloog Gary Clendenin. Ainuüksi USA lõunapoolne piir sisaldab kõrbe, märgalasid, rohumaid, jõgesid, mägesid ja metsi - need kõik tekitavad ehitajatele tohutult erinevaid probleeme.
"Selle asja pikkus esitab väljakutseid, mida tavaliselt ehitusprojektis tavaliselt ei tehta, " ütleb Clendenin.
Kas neid tõkkeid saab ületada? Smithsonian.com küsis kahelt teadlaselt, geofüüsikult ja hüdrogeoloogilt, milliseid geoloogilisi tegureid peaksid müüri ehitajad selle ambitsioonika projekti teostamiseks kõigepealt arvesse võtma.
Umbes 650 miili kaugusel aiaosadest paikneb USA ja Mehhiko vahel peaaegu 2000 miili piiril. Paljud segmendid, näiteks ülaltoodud, võimaldavad endiselt piiriülest suhtlust. (Brian Auer / Alamy foto) Olukorra ülevaade
Pisa torn polnud kunagi mõeldud nõjatuks. Ajavahemikul 1173–1370 ehitatud kilometraaž oli paigutatud umbes 30 jala pikkuste peente jõesetete kohale, mis oli kaetud iidse meresavi kihiga. Kuid kuna ehitajad monteerisid tonni marmorit, ei tihenenud jõesetted ühtlaselt. Nii et 1178. aastaks, kui nad olid kolmanda looga tööd lõpetanud, oli torn juba oma iseloomuliku kalde omandanud.
Pärast seda on Itaalia valitsus kulutanud miljoneid dollareid, et olla kindel, et see armastatud maamärk ei kuku ümber. Sellised struktuurilised ebaõnnestumised on meeldetuletuseks, et kuigi meie esivanemad suutsid palju muljetavaldavaid tegusid edukalt püstitada, "ei pea nad tingimata püsti", ütles geofüüsik Mika McKinnon. Sellistest probleemidest tänapäeval möödahiilimiseks on kaasaegsed ehitajad lisanud ehitusprotsessi olulise sammu: mõõdistamine. Ehkki see samm on aeganõudev, on see kriitilise tähtsusega, tagamaks, et saadud struktuur võib seista terra firmal veel aastaid.
Enne ühe tellise panemist kogunevad teadlaste meeskonnad sündmuskohale, et uurida detailide litaniat alates aluspõhja sügavusest kuni mullakeemiani. Piiriseina puhul peaksid nad läbima kogu kavandatud tee pikkuse, töötades segmentidena piirkonna hindamiseks, andmete kogumiseks ja plaanide väljatöötamiseks. (See vajadus muudab seinte - eriti tuhandete miilide pikkuste - püstitamise keerukamaks kui näiteks 95-korruselise pilvelõhkuja ehitamine.)
"Ausalt öeldes võtaks see aastaid aega, " ütleb Clendenin, kes on spetsialiseerunud sellistele lineaarsetele projektidele nagu raudtee ja maantee. McKinnon on nõus. Üks projekt, mille kallal ta töötas, kolme miili pikkune torujuhe, on nüüd viiendal aastal välitingimuste uuring.
Trumpi korraldus näib siiski lubavat kõigi mõõdistamis- ja kavandamistoimingute tegemiseks vaid kuus kuud. Tema täidesaatvas määruses nõutavate pikkade sammude hulgas on kirjas:
„Koostage lõunapiiri turvalisuse kohta põhjalik uuring, mis viiakse lõpule 180 päeva jooksul alates selle korralduse koostamisest, mis hõlmab lõunapiiri turvalisuse hetkeseisu, kõiki lõunapiiri geofüüsikalisi ja topograafilisi aspekte, föderaal- ja osariigi kättesaadavust lõunapiiri täieliku operatiivkontrolli saavutamiseks vajalikud ressursid ja strateegia lõunapiiri täieliku operatiivkontrolli saamiseks ja säilitamiseks. ”
Kui Smithsonian.com võttis ühendust, keeldus tolli- ja piirikaitseagentuur müüri praegust ajakava kommenteerimast, öeldes meilisõnumis, et "praegu oleks spekulatiivne vastata küsimustele, mida te praegu esitate." Kuid vastavalt teadlastele, kellega Smithsonian.com rääkis, see ei tõuse niipea.
…
Aluspõhjani jõudmine
Muinasajalooline Petra linn on iidse geoloogilise ettenägelikkuse hea näide. Umbes 4. sajandil eKr nikerdasid Petra elanikud selle kunagi askeldava kaubanduslinna aluse otse Rohese ja Surnumere vahelistesse roosade ja helepruunide liivakivide kaljudesse. Kuigi tuuled ja vihm ähvardasid struktuuri ülalt alla hävitada, on selle kindel juurdumine aluskivimites - tahke kivim, mis asub maa lahtiste kihtide all - hoidnud seda struktuuri tuhandeid aastaid püsti.
Selline aluspõhja maandamine on megakonstruktsiooni ehitamisel võtmetähtsusega, ütles McKinnon. Midagi nii ulatuslikku kui 1000-miiline sein, mis seisab 20 jalga ülespoole, peavad ehitajad kogu pinna pinna all oleva kivi külge ankurdama, kui nad tahavad, et see püsti püsiks.
Probleem on selles, et aluspõhjasse jõudmine võib olla untsu jäänud. Piiri suurtes laidudes on aluskivimi kohal kopsakas kiht lahtiseid setteid - mustus, pinnas, liiv. Mõnes piirkonnas on aluspõhja sadu, kui mitte tuhandeid jalgu alla. "Mõnes kohas on aluspõhi liiga sügav - te ei jõua kunagi taskukohase hinnaga aluspõhjani, " ütleb McKinnon.
"See on okei, kui soovite [ehitada] pisikese maja, sest teil on lihtsalt see selle vundamendil hõljuda, " lisab ta.
Kuid kui ehitate megakonstruktsiooni, on naine probleem.
Californias Algodonesi liivaluidetest kulgev piirdeaed on spetsiaalselt ehitatud, et kohaneda pidevalt muutuva luidekeskkonnaga. Kitsad, 15 jalga kõrged postid "hõljuvad" liiva kohal ja neid saab luidete nihkumisel vertikaalselt liigutada. (Ameerika Ühendriikide piiripatrull, sisejulgeolekuministeerium) See ei tähenda, et liivale ehitamine oleks võimatu. Kuid selliste struktuuride ohutuks püstitamiseks viivad geofüüsikud täna läbi ulatuslikke seismilisi uuringuid, et kujutada selle all peituvat. Nende piltide loomiseks paigaldavad nad naelulaadsete geofoonide read, mis on 3D-mikrofonid, mis tuvastavad maapinna minimaalse vibratsiooni, muutes need elektrisignaaliks. Siis teevad nad suurt müra, põhjustades sageli plahvatuse või kasutades maapinna viskamiseks rasket raskust. Geofoonid registreerivad vibratsioonide hajumise ja peegeldumise maa-aluste ehitiste kuvamiseks ning leevendavad probleeme, mis võivad tekkida pinna all.
McKinnon koges ühte neist probleemidest kohe, hüdroelektrijaama tammi ehitamisel, mis pidi ehitama üle oru, mille pikkus oli umbes miil. Meeskond tegi kõik piirkonnas korralikud uuringud ja avastas, et nende jõesängi all asub teine mustusesse mattunud kanal. "Kui me poleks seda leidnud ja üritaksime oma tammi risti üles ehitada, oleks vesi just selle vana kanali alt ära kahjutanud ja meil oleks tammi all jõgi olnud, " räägib ta.
Selliste settega seotud probleemide lahendamiseks on kaks võimalust: tihendage sette ja lisage sügavam alus. Ligikaudu 20 jala kõrguse seina korral peaks vundament ulatuma pinna alla kuus kuni kaheksa jalga, vahendab Clendenin. Kõik need sammud on kallid ja aeganõudvad. Kuid pange vahele mõni neist ja "saate oma Pisa-torn-torni olukorra", ütleb McKinnon.
Muidugi pole paljudel tänapäevastel piirkondadel majanduslikke ressursse selliste uuringute tegemiseks ja sügavate vundamentide ehitamiseks. Itaalia Campania linnad on üles ehitatud libisevate kaldega setete pinnale - olukorda halvendab taimestiku kohalik raiumine ja reguleerimata ehitus, millel tavaliselt puuduvad piisavad alused. Need tegurid jätavad nad haavatavaks oma piirkonna geoloogia tujude suhtes: 1998. aastal, kui linnas tungis läbi mudaliug, kortsusid majad muda raskuse ja liikumise alla, jättes vähemalt 95 surma.
...
Räppdraama
"Midagi seal on, mis ei armasta seina / mis saadab selle alla külmunud maad, " alustab Robert Frosti luuletus "Müntide müür". Külm ei pruukinud olla geoloogide uurija, kuid tal oli üks asi õigesti: Seinte ehitamisel on suur peavalu mulla paisumine. Sellepärast hakkavad uurijad mustust uurima pärast seda, kui inspektorid on hinnanud, millist kivimit ja maad nad ehitavad.
Setted, eriti savirikastes materjalides, võivad vett võtta, turses nagu käsn veekausis. Sellest tulenevad paisumis- ja kahanemistsüklid märjal ja kuival perioodil võivad praguneda konstruktsioonide aluse. Ja seda tüüpi pinnas on tavaline paljudes osariikides, kus piirimüür ehitatakse, sealhulgas Texases ja New Mexico osades. Tegelikult on umbes pooled ameerika kodudest ehitatud pinnasele, mis laieneb märkimisväärselt, ja Ameerika ehitusinseneride ühingu andmetel kannatavad pinnase tõttu igal aastal peaaegu pooled neist mulda.
Samuti võib mustus seina tugisüsteemi ära süüa. Looduslikult happelised või kõrge kloriidisisaldusega mullad võivad kiiresti rikaste metallide lagunemist mõjutada, ütles McKinnon. Need pinnased võiksid söövitada ükskõik millist, näiteks suurt, suurt metallist armeeringut, mille te sinna oma vundamendi stabiliseerimiseks panite, ”ütleb ta. Teistes muldades on palju sulfaate - tavalises mineraalkipsis leiduvat ühendit, mis lagundab nii metalle kui ka betooni. Sulfaadirikkad mullad on tavalised Texase edelaosa piiri ääres asuvates Trans-Pecos muldades.
Sellise pika struktuuriga hooldus on keeruline. Ja isegi kui sellist seina saab püstitada, jääb selle püstitamiseks vajalik eelarve suurus ebaselgeks. (Kevin Foy / Alamy foto) "Teil tuleb ette [sadu, kui mitte tuhandeid] erinevat tüüpi pinnaseid [nii pika] lineaarse raja ääres, " ütleb Clendenin. (Tegelikult on ainuüksi Texases üle 1300 sorti mulda.) Ja paljud neist muldadest ei peagi olema õiget tüüpi pinnas. Sel ajal on tulevastel seinaehitajatel kaks võimalust: kulutage rohkem aega ja raha olemasolevate muldade kaevamisele ja parema mustuse asendamisele või vältige piirkonda täielikult.
Üks asi, mida nad ei saa alati vältida, on aga maavärinate ja üleujutuste ohustatud piirkonnad. Jõed kulgevad mööda märkimisväärset osa USA-Mehhiko piirist, mis võib tekitada väga reaalse üleujutusohu. Jõgede äärde ehitamine võib tekitada ka ootamatuid juriidilisi probleeme: 1970. aasta leping nõuab, et tara seataks tagasi Rio Grande jõest, mis piiritleb Texase ja Mehhiko piiri. Seetõttu ristub praegune tara Texase maaomaniku kinnistuga ja selles on lünki, et maaomanikud saaksid mööduda.
Maavärinad on suhteliselt levinud ka USA lääneosas. Sõltuvalt ehitisest võib mõni selline värisemine põhjustada seina pragusid või purunemisi, ütles McKinnon. Üks näide on Oxfordi ülikooli järeldoktori Austin Elliotti sõnul 2010. aastal tabanud magnituudiga 7, 2-kordne maavärin California-Mehhiko piiri lähedal, mille uurimistöö on keskendunud maavärinate ajaloole. "Kui El Centinela [Mehhiko põhjaosa mägi] juures oleks olnud müür, oleks see tasa tehtud, " kirjutab Elliott Twitteris.
…
Isegi kui kõik korralikud uuringud on täidetud ja ruudud märgitud, pole edu tagatud. "Seal on lihtsalt nii palju asju, mis tuleb ära teha, enne kui saate isegi esimese pühi mustust välja kühveldada, " ütleb Clendenin.
Vaatamata kõigile meie kaasaegsetele mõõdistusvahenditele ja hoolikale planeerimisele üllatab maa ikkagi teid, lisab McKinnon. "See osa, mis oli teie arvates igav, lihtne ja hõlpsasti ennustatav, on tegelikult täiesti keeruline, " ütleb ta. “Vaadake kõiki metroo süsteemi suuremaid väljakaevamisi, mis tahes suuremate sildade ehitust, kõiki suuri tornkomplekse; kõigil neil olid eelnevalt intensiivsed uuringud, ulatuslikud projekteerimisetapid ja ehituse ajal tuli neid veel muuta. ”
Pärast Trumpi täidesaatva korralduse teatavakstegemist asus McKinnon Twitterisse, et jätta meelde etteaimatav meeldetuletus Maa alahindamise tagajärgedest. "Maa ei anna lohakust andeks, " kirjutas naine. Ta lisas intervjuus: "Ignoreeri geoloogiat sinu ohus."
