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利用赛莱默技术研究巨型天坑

利用赛莱默技术研究巨型天坑

2014年2月,科尔维特国家博物馆(National Corvette Museum)惊现巨大天坑,吞噬了价值100万美元的古董车。研究人员采用赛莱默的 EXO水质监测技术对天坑进行研究,确保周围建筑的安全。

2014年2月12日清晨5:38,肯塔基州鲍灵格林科尔维特国家博物馆的安全摄像头记录下奇怪的动静。模糊的镜头显示,在昏暗的光线下,6辆跑车似乎略有些下沉。然后,在一分钟内,8辆科尔维特古董车就从地面上消失了。

地陷在博物馆中庭中央形成了一个12×18米、深9米(30英尺)的大坑。从地质学上看,这只是肯塔基州沃伦县数百个天坑中的又一个新成员。该地区属于喀斯特地貌区,这是一种受到侵蚀的石灰岩地貌,洞穴和沟渠数量不断扩大。

Giant sinkhole studied with Xylem technology1.jpg

但是,科尔维特国家博物馆的天坑成了全球性新闻,也造就了了解和宣扬该市的喀斯特地貌的良机,而不只是成为又一个池塘、杂草坑或暂时的道路威胁。

成为天坑的隐藏洞穴

当偏酸性的水流经地道和可溶岩,就会形成喀斯特地貌。这使得喀斯特地貌看上去就像瑞士奶酪或者满布气孔的披萨饼皮。大多数人都对喀斯特地貌没有太多想法,尽管全世界25%的人口生活在喀斯特地貌区。

鲍灵格林西肯塔基大学地球科学副教授、全球天坑研究权威人士Jason Polk指出:“大部分天坑都需要几千年时间才能形成。”

“在科尔维特国家博物馆,我们可以看到,混凝土地面与洞穴顶部之间只有几英尺的距离。几百年甚至几千年来,洞穴顶部一直在向上移动。水流持续不断地流动。暴风雨可能破坏系统,因为雨水不断侵蚀洞穴顶部。”

研究科尔维特博物馆天坑

2014年2月的暴雨和冰冻天气为突破博物馆汽车展厅下的洞穴顶部创造了完美的条件。

发生地陷的当日,Jason Polk及一支由他的研究生和同事组成的团队就赶到了博物馆的天空圆顶(Skydome)展厅,对天坑展开实地考察。西肯塔基大学的一名工程专业学生操控一架无人机进入天坑,利用机载摄像头帮助搜寻被埋的科尔维特汽车,并寻找可能造成此次地陷的地下河的迹象。

同时,Polk及其团队前往博物馆的一处老天坑,这个天坑被用作大楼和停车场的排水池。他们在那里寻找造成此次地陷的数据,看看其他建筑物是否有危险。

监测博物馆水径流

他们的主要工具是赛莱默旗下品牌YSI的EXO多参数水质仪。该监测仪每10分钟记录一次水浊度、电导率、pH值、水温及水位测量数据,在Polk搜寻新老天坑之间的联系迹象的过程中成为了他的眼睛和耳朵。

他和他的团队还对博物馆径流是否流入这个池塘、是否对其他地区或建筑物造成破坏的情况进行了监测。

当相关人员在博物馆对地层结构进行钻探,并对天坑进行填埋时,浊度和水位是Polk所研究的主要参数。浊度上升可能意味着富含沉积物的钻井水从博物馆天坑流入池中,或者其他水从博物馆天坑流入池中。这是可能即将发生井喷或进一步塌陷的巨大警示。

多雨的春季,池塘的水位和水质数据显示,檐槽和停车场径流确实直接排入蓄水池中,但看来并没有其他水源流入该洼地。这是个很好的消息。

新展览和持续研究

在天坑修复后,科尔维特国家博物馆的人气更胜从前。该馆举办了名为“Corvette Cave-In”的新展览,包括互动展示、已修复和受损汽车展示以及关于喀斯特地貌及天坑的详细信息。

Polk及其团队通过对博物馆的水质监测,继续研究流经鲍灵格林地下喀斯特地层的水流情况。他们的数据发布在网站和移动应用上,方便科学家、城市官员及公众获取。

团队通过“Under Bowling Green”网站,向居民宣扬有关地面房屋与道路之间以及地下洞穴与天坑之间的联系的相关知识。

全文请见最新一期《 Mission: Water

图片:科尔维特国家博物馆

 

通过 Steve Werblow