A5 Senkung und Differentialkollaps

Thema

Beim Absinken handelt es sich um das Absinken der Erdoberfläche, das normalerweise unterschiedlich verläuft und an einigen Stellen innerhalb derselben Region stärker absinkt als an anderen. Dieses Absinken kann mehrere Ursachen haben: die Karstauflösung von Karbonat- und Verdunstungsgesteinen, wodurch unterirdische Hohlräume entstehen, die katastrophal einstürzen können; die Entnahme von Flüssigkeiten aus dem Untergrund, sei es Wasser, Öl oder Gas, wodurch das beim Entleeren dieser Flüssigkeiten verbleibende Sediment verdichtet wird; die natürliche Verdichtung, die in Flussdeltas auftritt; der Zusammenbruch einer vulkanischen Caldera; oder die tektonische Senkung, die innerhalb eines Risses auftritt.

Die Entnahme von Flüssigkeiten aus dem Untergrund führt zu einem Absinken, das proportional zum Produkt dreier Faktoren ist: der Kompressibilität des Grundwasserleiters selbst, der Dicke der wassergesättigten Schicht, die dieser Grundwasserleiter enthielt, und wie stark der Wasserdruck in den Poren des Sediments abfällt, wenn diese Flüssigkeit entnommen wird; Wenn der Porendruck abnimmt, erhöht sich der effektive Druck, dem das Sediment standhalten muss, und das Sediment verdichtet sich entsprechend. In Mexiko-Stadt hat die Entnahme von Untergrundwasser im Laufe des 20. Jahrhunderts zu Bodensenkungen von bis zu zehn Metern geführt.

Im Nil- und Po-Delta führt die Kombination aus Flüssigkeitsentnahme, natürlicher Sedimentverdichtung und dem Fehlen neuer Sedimentbeiträge, die zuvor flussaufwärts eingetroffen sind, zu einem Absinken von fünf bis fünfzehn Millimetern pro Jahr, ein Absinken, das auch durch den Anstieg des Meeresspiegels verstärkt wird, dem diese Deltas gleichzeitig ausgesetzt sind.

Karst ist aufgrund seiner plötzlichen und unvorhersehbaren Natur besonders gefährlich: Der unterirdische Hohlraum wächst mit fortschreitender Auflösung lautlos, ohne sichtbare Anzeichen an der Oberfläche, bis schließlich die Decke dieses Hohlraums plötzlich einstürzt. Der Sicherheitsfaktor dieses Daches hängt von drei Faktoren ab: der Dicke des Daches selbst, dem Radius des Hohlraums, den das Dach tragen muss, und den mechanischen Eigenschaften des Gesteins, aus dem es besteht.

Das zu erwartende Verhalten in Karstgebieten ist das plötzliche Auftreten von Einsturzdolinen mit Durchmessern zwischen einem und tausend Metern, die ohne vorherige Vorwarnung entstehen und damit den Zusammenhang zwischen der stillen Auflösung des Untergrunds und dem plötzlichen Absinken der Oberfläche schließen, mit dem diese Beschreibung von Senkung und differenziellem Einsturz begann.

ID:910