Mikä on maanvyörymä?
Maanvyörymiä syntyy joka puolella maapalloa. Siksi tämä geologinen ilmiö onkin yksi yleisimmistä luonnonkatastrofeista.
Maailman terveysjärjestö WHO arvioi, että maanvyörymät koko maailmassa vuosina 1998–2017 koskettivat 4,8 miljoonan ihmisen elämää ja aiheuttivat 18 000 ihmisen kuoleman.
Maanvyörymiä syntyy, kun luonnonilmiöt tai ihmisen toiminta saavat suuret määrät multaa, kalliota ja kiviä repeytymään irti ja liukumaan alas jyrkännettä pitkin.
Kansainvälisen katastrofitietokannan mukaan vuosina 1990–2015 kaikista maapallon luonnonkatastrofeista 4,9 prosenttia oli maanvyörymiä ja ne aiheuttivat 1,3 prosenttia luonnonkatastrofeihin liittyvistä kuolemista.
Tutkijat ovat kuitenkin huomauttaneet, että vakavien maanvyörymien määrä maailmanlaajuisesti voi olla jopa 1 400 kertaa mainittuja lukuja suurempi. Koska maanvyörymiä usein syntyy laajempien katastrofien, kuten tulivuorenpurkausten ja maanjäristysten, vanavedessä, niitä ei läheskään aina tilastoida erillisinä ilmiöinä.
Ilmastonmuutokset lisäävät maanvyörymien riskiä / Ilmastonmuutokset lisäävät riskiä
Kaikesta päätellen huolestuttavat maanvyörymäluvut vain kasvavat ilmastonmuutosten vuoksi.
Lämpötilan noustessa ikirouta ja vuorenrinteiden jäätiköt sulavat.
Jyrkänteistä ja rinteistä tulee epävakaampia, koska maa-ainesten sidosvoimat heikkenevät jään sulaessa. Maa koostuu nimittäin erilaisista hiukkasista, esimerkiksi savesta, hiekasta ja kivestä. Hiukkasten väleissä on pieniä ilman täyttämiä onteloita, ja kun ne täyttyvät vedellä, hiukkaset alkavat siirtyä ja maa lähtee liikkeelle.
Maanvyörymät ovat koetelleet etenkin arktisia alueita nyt, kun lämpötilan nousu sulattaa ikiroutaa.
Nature-tiedelehdessä 2019 julkaistu artikkeli kertoo esimerkiksi, että maanvyörymien määrä arktisella saarella Kanadassa on yli 60-kertaistunut 30 vuodessa.
Miten maanvyörymä syntyy?
Yleisin maanvyörymän laukaisija on sade.
Kun jyrkänteen tai vuorenrinteen ylimmät maakerrokset altistuvat suurelle sademäärälle, niiden paino lisääntyy, koska vesi täyttää maa-ainesten rakenteessa olevat pienet ilmaontelot.
Koska vesi on ilmaa raskaampaa, maan tiheys kasvaa. Tällöin maa muuttuu vetiseksi, epävakaaksi massaksi, joka liukuu alas rinteitä pitkin.
Maanvyörymät voivat myös olla seurausta maanjäristyksestä, niin maalla kuin merenpinnan allakin.
Maanjäristysten aiheuttamat maanalaiset vyörymät nostattavat usein tsunameja. Kun tulivuorenpurkaus synnyttää lahariksi kutsutun mutavyöryn, tuhot voivat olla käsittämättömän suuret.
Kun St. Helens -tulivuori USA:ssa purkautui vuonna 1980, sen sisuksista sinkoutunut kuuma massa sulatti suuria määriä lunta ja jäätä tulivuoren huipulta.
Sulamisvesi synnytti mutavyöryn, joka virtasi alas tulivuoren kraatterin sivuja ja edelleen North Fork Toutle -joen laakson läpi, missä 200 taloa hautautui mutaan ja 57 ihmistä menehtyi.
Näin syntyy maanvyörymä
Sade tihkuu ylimpien maakerrosten läpi ja täyttää vedellä pienet ilmaontelot, joita on maaperän rakenteen muodostavien hiukkasten väleissä.
Vesi lisää maakerroksen tiheyttä, koska vesi painaa enemmän kuin ilma. Lisääntynyt paino heikentää maan sidosvoimaa ja saa sen vierimään.
Painovoima luo dominovaikutuksen, missä irronneen maan voima kasvaa ja se repii mukaansa kaiken kivistä ja puista alkaen, ennen kuin vyörymä ehtii alas asti.
Missä on suurin maanvyörymien vaara? / Aasiassa vaara on suurin
Maanvyörymät koettelevat pahimmin Aasiaa. Yli puolet kaikista vyörymistä syntyy Aasiassa, ja siellä myös kuolee eniten ihmisiä kaiken tuhoavien maamassojen alle.
Yhdysvaltalainen geologi ja Columbian yliopiston maaobservatorion, Lamont-Doherty Earth Observatoryn (LDEO), tutkimusjohtaja Art Lerner-Lam on todennut tappavista voimista näin: ”Tiheään asutuilla seuduilla maanvyörymät ovat armottomia. Ne tuhoavat kokonaisia kyliä saman tien, ja pienikin vyörymä voi tappaa satoja ihmisiä.”
Pohjolassakaan ei olla turvassa tuhoisilta maanvyörymiltä. Tämä nähtiin muun muassa 30. joulukuuta 2020, kun Askin kylää Gjerdrumissa Norjassa koetteli suuri vyörymä, joka vei hengen seitsemältä ihmiseltä.
Voidaanko vyörymiä ehkäistä?
Vaikka maanvyörymät jatkuvasti vain yleistyvät, emme ole niiden edessä täysin voimattomia.
Maanvyörymä voidaan estää esimerkiksi rakentamalla paaluista ja tukivalleista maanalainen suoja tai kuivattamalla rinteitä vedestä niin, että maa pysyy vakaana rankkojenkin sadekuurojen aikana.
Yhdysvaltojen avaruushallinnossa Nasassa kehitetään uutta algoritmia, jonka tarkoitus on kartoittaa riskit maailmanlaajuisesti. Kartoituksessa käytetään apuna yksityiskohtaisia satelliittimittauksia sademääristä, maa-alueista ja erilaisista muuttujista, joilla on merkitystä maanvyörymien synnylle.
Tämänkaltaisilla teknologioilla pystytään ennakoimaan maanvyörymien synty ennen kuin niiden tuhovoima pääsee valloilleen, ja siten voidaan ehkäistä katastrofeja tai tyhjentää uhanalainen alue ihmisistä ajoissa.
Tuhoja maanvyörymän jälkeen Venezuelassa 1999.
Historian viisi suurinta maanvyörymää
Maanvyörymän laukaisee useimmiten sade, mutta katastrofaalisimpien vyöryjen syy on maanjäristys tai tulivuorenpurkaus.
Kiina
Vuosi: 1920
Kuolleita: 200 000
Laukaisija: maanjäristys
Venezuela
Vuosi: 1999
Kuolleita: 30 000
Laukaisija: tulivuorenpurkaus
Kolumbia
Vuosi: 1985
Kuolleita: 23 000
Laukaisija: tulivuorenpurkaus
Peru
Vuosi: 1970
Kuolleita: 18 000–20 000
Laukaisija: maanjäristys
Intia
Vuosi: 2013
Kuolleita: 5 700
Laukaisija: sade
Tekoäly ennustaa maanvyörymiä
Osana 2019 AI Impact Challenge -hankettaan Google kysyi voittoa tavoittelemattomilta järjestöiltä ja tiedelaitoksilta eri puolilla maailmaa: ”Miten haluatte käyttää tekoälyä sosiaaliseen työhön?”
Pennsylvanian valtionyliopiston siviili- ja ympäristöinsinööri Chaopeng Shen ei epäröinyt. Hän halusi hyödyntää tekoälyä rankkasateiden aiheuttamien maanvyörymien ennustamiseen.
Shen kollegoineen sai tukea hankkeelleen, ja sittemmin he ovat kehittäneet työkalua, joka voi havaita ja ennustaa tappavia luonnonkatastrofeja.
Ensimmäiseksi kerättiin Google Earthin kautta satelliittikuvia aiemmista maanvyörymistä. Sitten tekoälyä harjoitettiin tunnistamaan, mitä visuaalisia tunnusmerkkejä maisemassa yleensä näkyy maanvyörymän yhteydessä.
”Pohjimmiltaan on kyse kohteiden tunnistamisesta. Tutkimalla satelliittikuvia pitkältä aikaväliltä saadaan käsitys siitä, milloin maisemassa tapahtuneet rajut muutokset todennäköisesti johtuvat maanvyörymästä. Useimmat visuaaliset tunnusmerkit näkyvät alueen kasvillisuudessa”, selittää Chaopeng Shen Penn State News -sivustolla.
Tekoälyn piti oppia myös erottamaan, milloin maiseman muutokset johtuivat esimerkiksi metsäpalosta, lakkautetusta kaivoksesta tai puretusta rakennuksesta.
Vuoden harjoittelun jälkeen tekoäly pystyi osoittamaan maanvyörymän satelliittikuvista 97 prosentin tarkkuudella.
Kansalaiset harjoittavat tekoälyä
Shen ja hänen tutkijaryhmänsä ovat saaneet työkalunsa kehittämiseen apua myös tavallisilta kansalaisilta.
Käyttäjät voivat www.deepldb.org -sivulla vahvistaa oikeaksi tekoälyn tunnistamia maanvyörymiä ja jopa ladata digitaaliseen tietokantaan omia Google Earth -kuviaan maanvyörymistä.
Tekoälyn ansiosta tutkijat saavat täsmällistä tietoa siitä, missä maanvyörymiä tapahtuu usein, sekä siitä, mitkä maaston tekijät tyypillisesti lisäävät riskiä.
Tutkijat toivovat, että tekoäly voi tulevaisuudessa paikantaa riskialtteimmat alueet, jolloin viranomaiset voivat aloittaa varotoimet tai ihmisten evakuoinnin ennen kuin katastrofi alkaa.
”Toivottavasti työkalumme lopulta auttaa meitä pelastamaan ihmishenkiä”, Chaopeng Shen toteaa.