בחודש שעבר נקט הנשיא דונלד טראמפ כדי להשלים עם הבטחת קמפיין להפוך את גדר הגבול הקיימת של ארצות הברית לחומה "גדולה ויפה". ב- 25 בינואר הוציא הבית הלבן צו ביצוע שמכריז על יצירת "מכשול פיזי מאובטח, רציף ובלתי עביר ... למניעת הגירה בלתי חוקית, סחר וסחר בבני אדם ומעשי טרור." כעת מכס ארה"ב והגנת הגבולות - המשרד שמוטל על אכיפת תקנות הגבול - מתערבב כדי להפוך את הסדר למציאות קונקרטית.
הגדר של היום מורכבת מכ- 650 מיילים של קטעים שונים, המורכבים משילוב של מוטות ומסילות פלדה, יריעות מתכת, חיבור שרשרת, מחסומי רכב מבטון ורשת תיל. להחליף את הגדר במה שתואר כמבנה בטון בגודל 20 עד 50 מטר, שיעבור בין 1, 000 מתוך כ -2, 000 מיילים מגבול ארה"ב עם מקסיקו, לא יהיה שום דרך קלה. מלבד התמודדות עם תביעה מקסיקנית מוצעת וניווט בבעלות פרטית על חלק גדול מאדמות טקסס, ישנו חשש נוסף שמעטים התייחסו אליו בפירוט: גיאולוגיה.
בהשוואה לבניית ארמון שיש או כנסייה גבוהה במדרגות, הקמת קיר עשויה להיראות יחסית פשוטה. זה לא. (רק שאלו את הסינים, שלקיר החומה הגדולה לקח 2, 000 שנה לבנייתם ולא הצליחו להרחיק את הפולשים.) למרות שרוב עיצובי הקירות הם די פשוטים, על בוני להסתגל למגוון רחב של שטחים, מסביר גארי קלנדנין, הידרוגולוג בכיר ב- ICF. הגבול הדרומי של ארה"ב לבדו מכיל מדברים, שטחי רטוב, אדמות דשא, נהרות, הרים ויערות - כולם יוצרים בעיות שונות בהרבה עבור בוני.
"אורך הדבר מציג אתגרים שבדרך כלל לא מתבצעים בפרויקט בנייה", אומר קלנדנין.
האם ניתן להתגבר על המשוכות האלה? Smithsonian.com שאל שני מדענים, גיאופיזיקאי והידרוגאולוג, אילו גורמים גיאולוגיים צריכים לקחת בחשבון קודם כל בוני הקירות אם הם יבצעו את הפרויקט השאפתני הזה.
כ 650-50 מיילים של קטעי גדר נפרדים עומדים לאורך הגבול כמעט 2, 000 קילומטר בין ארה"ב למקסיקו. מקטעים רבים, כמו זה שצולם למעלה, עדיין מאפשרים תקשורת מסוימת מעבר לגבול. (בריאן אור / צילומי Alamy) סקר המצב
מגדל פיזה מעולם לא נועד להישען. המבנה, שנבנה בין 1173 ל -1370, הוצב על שטח של בערך 30 מטר משקעי נחל עדינים שעליו שכבה של חימר ימי קדום. אך כאשר בונים הרכיבו את טונות השיש, משקעי הנהרות לא נדחסו באופן שווה. אז עד שנת 1178, לאחר שסיימו לעבוד על הסיפור השלישי, המגדל כבר רכש את הטיה האופיינית שלו.
ממשלת איטליה הוציאה מאז מיליוני דולרים כדי להבטיח שנקודת ציון אהובה זו לא תיפול. כשלים מבניים כאלה משמשים תזכורת לכך שאמנם אבות אבותינו הצליחו להקים בהצלחה הרבה פעולות מרשימות, "הם לא בהכרח נשארים זקופים", כדברי הגיאופיזיקאי שדה מיקה מקינון. כדי לעקוף בעיות כאלה כיום, בונים מודרניים הוסיפו צעד מכריע לתהליך הבנייה: מדידות. אף על פי שדורש זמן רב, צעד זה הוא קריטי כדי להבטיח כי המבנה שנוצר יכול להישאר עומד על חברת טרה במשך שנים רבות.
לפני שמונחים לבנה אחת, צוותים של מדענים מתאספים בזירה כדי לחקור סדרה של פרטים, מעומק הסלע לכימיה של האדמה. במקרה של חומת הגבול, הם יצטרכו לעבור את כל הדרך המוצעת, לעבוד בקטעים כדי להעריך את האזור, לאסוף נתונים, לפתח תוכניות. (ההכרח הזה הופך את תהליך הקמת החומות - במיוחד אלה המשתרעים על פני אלפי מיילים - לאתגר יותר מאשר לבנות, נגיד, גורד שחקים בן 95 קומות.)
"בכנות, זה ייקח שנים לעשות", אומר קלנדנין, המתמחה בפרויקטים לינאריים כמו מסילות ברזל וכבישים. מקינון מסכים. פרויקט אחד עליו עבדה, מתיחת צינור באורך שלושה מייל, נמצא כעת בשנה החמישית של סקרי שדה.
עם זאת נראה כי פקודה של טראמפ מאפשרת שישה חודשים בלבד לכל מאמצי המדידות והתכנון. במסגרת הרשימה הארוכה של הצעדים הנדרשים קובע צו הביצוע שלו:
"בצע מחקר מקיף על אבטחת הגבול הדרומי, שיושלם תוך 180 יום מיום הוראתו זו, שיכלול את המצב הנוכחי של ביטחון הגבול הדרומי, את כל ההיבטים הגיאופיזיים והטופוגרפיים של הגבול הדרומי, את הזמינות של הפדרל והמדינה. המשאבים הנחוצים להשגת שליטה מבצעית מלאה בגבול הדרום, ואסטרטגיה להשגת ושמירה על שליטה מבצעית מלאה בגבול הדרומי. "
סוכנות המכס והגבולות פנתה עימם קשר Smithsonian.com, וסירבה להגיב על ציר הזמן הנוכחי של החומה, ואמרה במייל כי "זה יהיה ספקולטיבי להתייחס לשאלות שאתה שואל בנקודה זו." עם המדענים Smithsonian.com דיבר איתו, זה לא יעלה בקרוב.
...
הגעה לסלע
העיר הפרה-היסטורית פטרה עומדת כדוגמא עיקרית לראיית הנולד הגיאולוגית העתיקה. בסביבות המאה הרביעית לפני הספירה, תושבי פטרה חצבו את הבסיס לעיר סחר שהייתה פעם שוקקת היישר אל מצוקי אבן החול הוורודים והשזופים בין ים סוף לים המלח. אף על פי שרוחות וגשמים איימו לשחוק את המבנה מלמעלה, השתרשותו האיתנה בסלע האם - הסלע המוצק שנמצא מתחת לשכבות האדמה הרפות - שומרת על מבנה זה גבוה במשך אלפי שנים.
הארקה כזו בסלע היא תכונה מרכזית בבניית מגה, אומר מקינון. למשהו נרחב כמו קיר באורך 1, 000 קילומטר שגובהו 20 מטרים, בונים יצטרכו לעגן את כל העניין שמתחת לפני השטח לסלע הבסיסי אם הם רוצים שהוא יישאר זקוף.
הבעיה היא שהגעה לסלע יכולה להיות מטופלת. בנתחים הגדולים של הגבול יש שכבה כבדה של משקעים רופפים - לכלוך, קרקעות, חול - הנמצאים על סלע האם. באזורים מסוימים הסלע הוא מאות אם לא אלפי מטרים למטה. "בחלק מהמקומות הסלע יהיה עמוק מדי - לעולם לא תוכל להגיע לסלע בצורה נוחה", אומר מקינון.
"זה בסדר אם אתה רוצה לבנות בית קטנטן כי פשוט יש לו צף על בסיסו, " היא מוסיפה.
אבל אם אתה בונה מגה-תשתית, "יש לך בעיה", היא אומרת.
גדר הגבול העוברת בחולות אלגודונז בקליפורניה היא בעלת בנייה מיוחדת כדי להתאים לסביבת הדיונות המשתנה ללא הרף. העמודים הצרים וגובהם 15 מטרים "צפים" מעל החול וניתן להזיז אותם אנכית כאשר הדיונות נעות. (סיירת הגבול של ארצות הברית, המחלקה לביטחון פנים) זה לא אומר שבנייה על חול היא בלתי אפשרית. אך כדי להקים מבנים כאלה בבטחה, גיאופיזיקאים עורכים כיום סקרים סיסמיים נרחבים כדי לדמיין את מה שנמצא מתחת. כדי ליצור תמונות אלה, הם מתקינים שורות של גיאופונים דמויי ספייק, שהם מיקרופונים תלת ממדיים המזהים רעידות דקה של הקרקע, והופכים אותם לאות חשמלי. ואז הם משמיעים רעש גדול, לעיתים קרובות על ידי הפעלת פיצוץ או על ידי שימוש במשקל כבד כדי לחבוט את האדמה. הגיאופונים מתעדים את פיזור והשתקפות הרטט למבנים תת-קרקעיים ומגרים בעיות שעלולות להניח מתחת לפני השטח.
מקינון חווה את אחת הבעיות הללו ממקור ראשון, במהלך בניית סכר הידרואלקטרי שנועד להיבנות מעבר לעמק שנמשך כקילומטר. הצוות ביצע את כל הסקרים המתאימים לאזור, וגילה שמתחת לאפיק הנחל שלהם נמצא ערוץ שני קבור בעפר. "אם לא היינו מוצאים אותה וניסינו לבנות את הסכר שלנו לרוחב, המים פשוט היו נשחקים באותה ערוץ ישן שמתחת והיה לנו נהר מתחת לסכר שלנו, " היא אומרת.
ישנן שתי אפשרויות להתגבר על בעיות כאלה עם משקעים: דחוס את המשקעים ולהוסיף בסיס עמוק יותר. עבור קיר שגובהו כ -20 מטרים, הבסיס צריך להיות משתרע על מטר עד שמונה מטרים מתחת לפני השטח, אומר קלנדנין. כל הצעדים הללו יקרים וגוזלים זמן. אבל קפוץ על כל אחד מהם, ו"אתה מקבל את מצבך הנטוי-מגדל-פיזה ", אומר מקינון.
כמובן, באזורים מודרניים רבים אין המשאבים הכלכליים לבצע סקרים כאלה ובניית יסודות עמוקים. הערים קמפניה, איטליה, בנויות על גבי משקעים משוחררים המועדים להחליק - מצב שהוחמר בגלל הניקוי המקומי של הצמחייה ובנייה לא מבוקרת שלעתים קרובות אין יסודות נאותים. גורמים אלה משאירים אותם פגיעים לגחמות הגיאולוגיה של אזורם: בשנת 1998, כאשר מפולת בוץ אדגה ברחבי העיר, הבתים התכווצו תחת כובד ותנועת הבוצה והותירו לפחות 95 הרוגים.
...
דרמה עפר
"יש משהו שלא אוהב קיר / שמשדר את המתנפח-האדמה הקפוא תחתיו", מתחיל את שירו של רוברט פרוסט, "Mending Wall." פרוסט אולי לא היה מודד גיאולוגי, אבל הוא הצליח דבר אחד: כשמדובר בבניית קירות, נפיחות באדמה היא כאב ראש גדול. זו הסיבה שאחרי שסוקרים יסיימו להעריך את סוג הסלע והאדמה עליהם יבנו, הם מתחילים ללמוד את העפר.
משקעים, במיוחד בחומרים עשירים בחימר, יכולים לקחת מים, להתנפח כמו ספוג בקערת מים. מחזורי הנפיחות וההתכווצות שהתקבלו בתקופות רטובות ויבשות עלולים לפצח את יסודות המבנים. וסוגי קרקעות אלו נפוצים במדינות רבות בהן יוקם חומת הגבול, כולל טקסס וחלקים מניו מקסיקו. למעשה, כמחצית מהבתים האמריקאים בנויים על קרקעות המתרחבות משמעותית, וכמעט מחצית מהאנשים סובלים נזק מדי שנה בגלל האדמה, כך לפי נתוני האגודה האמריקאית למהנדסים אזרחיים.
עפר יכול גם לאכול במערכת התמיכה של הקיר. קרקעות שהם חומציים באופן טבעי או בעלי רמות כלוריד גבוהות יכולים להשפיל במהירות מתכות עשירות ברזל, אומר מקינון. קרקעות אלה יכולות "לאשש כל, למשל, סרגל מתכת גדול ונחמד שאתה מכניס לשם כדי לייצב את הבסיס שלך, " היא אומרת. בקרקעות אחרות יש כמות גבוהה של סולפטים, תרכובת שנמצאת בגבס המינרלים הנפוץ המפרק גם מתכות וגם בטון. קרקעות עשירות בסולפט נפוצות במה שמכונה קרקעות טרנס-פקוס לאורך הגבול שבזרועו הדרומית-מערבית של טקסס.
האחזקה של מבנה כה ארוך היא מאתגרת. וגם אם ניתן להקים חומה כזו, גודל התקציב הדרוש בכדי לשמור עליו עומד לא ברור. (קווין פוי / צילומים של Alamy Stock) "אתה נתקל במאות, אם לא אלפים, של קרקעות מסוגים שונים לאורך מסלול ליניארי [כל כך ארוך], " אומר קלנדנין. (למעשה, ישנם מעל 1, 300 סוגים של אדמה בטקסס בלבד). ורבים מהקרקעות הללו לא יהיו מהסוג הנכון לבנות עליו. בשלב זה, לבוני קירות שיהיו שתי אפשרויות: לבזבז יותר זמן וכסף בחפירת הקרקעות הקיימות והחלפתן בעפר טוב יותר - או הימנע לחלוטין מהאזור.
עם זאת, דבר אחד הם לא תמיד יכולים להימנע הם אזורים הנמצאים בסיכון לרעידות אדמה ושיטפונות. נהרות רצים לאורך חלק ניכר מגבול ארה"ב-מקסיקו, מה שיכול ליצור סכנה ממשית של שיטפון. בנייה סמוכה לנהרות יכולה להציג גם סוגיות משפטיות בלתי צפויות: הסכם משנת 1970 מחייב להציב את הגדר מהנהר ריו גרנדה, התוחם את גבול טקסס-מקסיקו. בגלל זה, הגדר הנוכחית חוצה את רכושו של בעל אדמות טקסס ויש לה פערים המאפשרים לבעלי אדמות לעבור.
רעידות אדמה נפוצות יחסית גם במערב ארה"ב. תלוי במבנה, חלק מהרעדים הללו עלולים לגרום לסדקים או לשבירות בקיר, אומר מקינון. דוגמא אחת היא רעידת העוצמה של 7.2 שפקדה בשנת 2010 בסמוך לגבול קליפורניה-מקסיקו, על פי אוסטין אליוט, סטודנט פוסט-דוקטורט באוניברסיטת אוקספורד שמחקריו מתמקדים בתולדות רעידות האדמה. "אם היה חומה באל סנטינלה [הר בצפון מקסיקו] זה היה מתקזז", כותב אליוט בטוויטר.
...
גם אם כל הסקרים הנכונים הושלמו והתיבות מסומנות, ההצלחה לא מובטחת. "יש כל כך הרבה דברים שצריך לעשות לפני שאתה אפילו מגרש את סקופ העפר הראשון", אומר קלנדנין.
למרות כל כלי המדידה המודרניים שלנו ותכנון מדוקדק, כדור הארץ עדיין יפתיע אתכם, מוסיף מקינון. "החלק הזה שחשבת שהוא משעמם ופשוט וקל לחיזוי הוא למעשה מסובך לחלוטין, " היא אומרת. "התבונן בכל חפירה גדולה למערכת הרכבת התחתית, כל בניית גשרים גדולה וכל קומפלקס מגדלים גדול; לכולם היו סקרים אינטנסיביים לפני כן, שלבי תכנון נרחבים, ועדיין נאלצו להשתנות תוך כדי הבנייה. "
לאחר ההכרזה על הצו הביצוע של טראמפ, מקינון העביר לטוויטר להשאיר תזכורת מכרעת לתוצאות של הערכת הערכת כדור הארץ. "כדור הארץ לא סולח מרושל, " היא כתבה. היא הוסיפה בראיון: "התעלם מהגיאולוגיה בסכנתך."
