싱크홀 작동 원리

뉴스에서 본 적이 있을 것입니다. 길에 거대한 하품 구멍이 있고, 지구 가 예고 없이 열렸을 때 잘못된 위치에 있던 불행한 자동차를 삼켰습니다. 또는 멕시코에서 휴가를 보내면서 멕시코의 아름다운 세노테 중 하나를 보았 거나 초록빛으로 둘러싸인 물 이 가득 찬 수영장을 보았을 수도 있습니다. 이 두 가지 지질학적 특징은 모두 싱크홀( sinkhole )이며, 땅에 있는 구멍보다 훨씬 더 많은 구조물입니다. 대부분이 100피트(30미터) 미만이지만 싱크홀은 연못처럼 보이거나 수백 마일을 덮거나 뒷마당에 조심스럽게 들어갈 수 있습니다[출처: USGS ].

싱크라고도 불리는 싱크홀은 물이 많이 필요합니다. 싱크홀은 일반적으로 물에 자주 노출되어 발생하는 침식에 의해 형성됩니다. 그것은 토양 아래에 있는 암석의 유형에 따라 결정됩니다(위의 토양과 반대되는 하중 초과 ). 대부분의 싱크홀은 기반암이 염, 석고, 석회암, 백운석 또는 증발 또는 탄산염 종류 암석에 속하는 암석과 같은 부드러운 광물과 암석으로 형성된 지역에서 발생합니다.

싱크홀은 일반적으로 기반암이 이산화탄소를 흡수하고 식물과 상호 작용하여 산성으로 변한 물에 의해 조금씩 부서지면서 천천히 발달합니다. 빗물도 분명히 중요한 역할을 하지만 보이지 않는 물도 중요합니다. 산성수는 암석을 녹일 때 물 을 위한 도관 또는 지하 통로를 만듭니다. 이 도관은 차례로 재충전 지역 으로 알려진 지하 분지를 개발하는 데 도움이 됩니다 . 재충전 지역은 싱크홀의 형성에 기여하며, 싱크홀에서 유입되고 지하로 흘러드는 물이 기반암을 침식합니다. 물이 개발 중인 싱크홀에 범람하면 표토 및 기타 물질의 일부가 도관에 걸려 물을 더 가두어 외부로 흐르는 능력을 제한할 수 있습니다.

물 부족도 싱크홀의 원인이 될 수 있습니다. 일부 지하 공동에서는 물이 실제로 지구의 얇은 돌출부를 지탱하고 있을 수 있습니다. 그 수위가 떨어지면 돌출부가 지지를 받지 못하고 무너집니다.

싱크홀은 미국 전역에서 나타납니다. 비가 자주 내리고 습지가 많은 플로리다는 일반적으로 싱크홀로 식별되지만 앨라배마, 켄터키, 미주리, 펜실베니아, 테네시 및 텍사스에서도 두드러집니다[출처: USGS ]. 그들은 일반적으로 연약한 기반암으로 알려진 지형 유형인 카르스트 지역에서 발달합니다[출처: Southwest Florida Water Management District ]. US Geological Service는 카르스트가 샘, 지하 스트림, 동굴 및 싱크홀과 같은 많은 물 요소를 가지고 있는 것으로 설명합니다[출처: USGS ].

다음으로, 다양한 유형의 싱크홀이 어떻게 형성되는지 살펴보겠습니다.

내용물

1. 자연적으로 발생하는 싱크홀의 유형
2. 인간이 만든 싱크홀
3. 싱크홀로 인한 더 많은 문제
4. 싱크홀 감지 및 대처
5. 독특하고 놀라운 싱크홀

싱크홀을 들여다보면 극적으로 보이지만 실제 행동이 일어나는 표면 아래에 있습니다. 싱크홀의 정체성은 과부하 또는 기반암 위의 토양 아래에 있는 틈, 틈, 공동 및 공극을 중심으로 합니다. 이러한 간격이 발생하고 확장되고 합쳐지면서 초과 하중의 토양이 공극을 채우기 시작합니다.

방금 언급한 차를 삼키기 위해 갑자기 열리는 싱크홀의 경우 과부하가 더 이상 스스로를 지탱할 만큼 안정적이지 않기 때문에 생긴 것입니다. 이러한 일반적인 유형의 싱크홀은 붕괴 또는 덮개 붕괴 싱크홀로 알려져 있습니다 . 이러한 싱크홀이 갑자기 나타날 수 있지만, 이를 발생시키는 침식은 몇 주 또는 몇 년 전에 지하에서 보이지 않는 곳에서 발생했을 가능성이 큽니다. 그럼 지하로 갑시다.

덮개 붕괴 싱크홀의 최상층은 일반적으로 점토가 많이 포함된 흙으로 만들어진 부드러운 과부하입니다. 시간이 지남에 따라 그 토양 아래에 작은 동굴이 형성됩니다. 기회 주의적 퇴적물 은 새로 확보된 부동산 을 이용 하여 동굴 로 쏟아지기 시작 합니다 . 이 과정 을 스폴링 이라고 합니다 . 폭렬이 계속됨에 따라 지하 동굴은 더 많은 퇴적물로 채워져 초과 하중 아래 공간을 비웁니다. 결국, 과부하가 너무 얇아져서 갑자기 아래의 동굴로 붕괴되어(이것은 "덮개 붕괴") 싱크홀을 만듭니다. 어떤 경우에는 덮개가 자체 무게를 지탱할 수 있지만 불행한 사람이나 차 에서 오는 추가 무게가 덮개를 덮으면 무너 집니다.

덮개 침하 싱크홀로 물 이 부드러운 과부하 를 투과합니다. 이러한 유형의 지형의 예로는 부드러운 석회암으로 변하기 전에 아래에 소량의 점토와 함께 최대 100피트(30미터)의 모래로 구성된 과부하가 있습니다. 석회암이 용해되어 빈 공간을 남길 때 과도한 흙의 퇴적물이 스며들어 지구 에 그릇 같은 인상을 줍니다 . 종종 몇 피트 깊이에 불과한 이 싱크홀은 특정 크기에 도달하면 모래와 침전물이 구멍으로 쏟아지기 때문에 다른 많은 싱크홀보다 작습니다. [출처: Southwest Florida Water Management District]. 이러한 퇴적물의 유입은 싱크홀과 지하 도관을 연결하는 통로와 균열을 막아 물의 유출을 막을 수 있습니다. 이 싱크홀의 대부분은 물이 배수될 곳이 없기 때문에 연못이 됩니다. 그들은 또한 덮개 붕괴 싱크홀과 관련된 환상적인 종류의 동굴을 생성하지 않습니다.

용해 또는 용액 싱크홀 은 기본적으로 지면 에 깊은 인상을 줍니다. 이러한 싱크홀에는 일반적으로 얇은 과부하(있는 경우)가 있어 씻어내거나 침식됩니다. 이제 노출된 암석은 산성 물에 닿으면 점진적으로 용해됩니다. 벌거벗은 부분이 비어 있어 얕은 분지를 형성합니다. 물은 용해 싱크홀 표면에 고이는 경우가 많으며, 이는 아래 암석의 침식을 합성하는 일종의 연못을 만듭니다. 또한 다른 유형의 싱크홀과 마찬가지로 물체 및 기타 물질이 정상적으로 물이 흘러나올 수 있는 균열에 끼일 수 있습니다. 덮개 침하 싱크홀과 달리 싱크홀로 흘러 들어가거나 침식암을 덮을 수 있는 과부하 또는 덮개 퇴적물이 없습니다.

인간의 활동은 최악의 싱크홀을 생성합니다. 다음 페이지에서 살펴보겠습니다.

특히 도시 환경에서 싱크홀은 다른 무엇보다도 인간의 활동으로 인해 발전할 수 있습니다. 어떤 경우에는 산업 활동 또는 개발, 부드러운 석회암 기반암 및 200피트(61미터) 미만의 과부하로 인해 싱크홀이 나타납니다[출처: Southwest Florida Water Management District ]. 다음과 같은 인간의 행동도 싱크홀을 유발할 수 있습니다.

또한 싱크홀은 빗물 배수관과 같이 물이 규칙적으로 흐르는 곳이나 특히 지하수를 퍼내면서 수원이 우회되거나 차단될 때 형성될 수 있습니다. 깨진 파이프는 침수 및 토양 약화로 싱크홀 개발에 기여할 수 있지만 파이프를 둘러싸고 있는 흙과 암석의 배출구를 제공할 수도 있습니다. 충분한 양의 물질이 파이프에 떨어져 운반된 후에는 주변 지구가 불안정해져서 싱크홀 형성, 하수 또는 물 유출 또는 기타 재해의 원인이 됩니다.

­One­ of the worst human-caused sinkholes occurred in 1994 in Polk Cou­nty, located in Central Florida. First, some background: 30 percent of the world's phosphate comes from Florida and often ends up as an ingredient in fertilizer [source: Laufenberg]. That booming phosphate industry comes with tons of mildly radioactive waste known as phosphogypsum. Florida mining companies arrange phosphogypsum into massive stacks that can cover hundreds of acres and weigh millions of tons. Other phosphogypsum disposal methods, including recycl­ing it for use in construction or artificial reefs, have yet to take off because of debate over whether the material is too radioactive to reuse. Almost a billion tons of the stuff is stacked in Central Florida [source: EPA]. All that weight pressing down on the soft, sinkhole-riddled Florida terrain can lead to disaster.

So it was in 1994, when one of these stacks collapsed into a 150-foot (46-meter) deep sinkhole. Millions of tons of phosphogypsum entered the sinkhole and polluted the state's water supply. The cleanup cost millions and cast a light on both the problem of sinkholes and the need to find uses for the millions of tons of byproduct waste produced by the state's phosphate industry.

­We've talked about how sinkholes form and some of the basic hazards involved. But what other problems can they cause? We'll explore that subject in more detail on the next page.

­Again with the Fertilizer!

In Berezniki, Russia, a giant sinkhole first appeared in 1986, apparently when a potash mine was flooded. The sinkhole now measures 656 feet (200 meters) deep, 262 feet (80 meters) long and 131 feet (40 meters) wide -- and growing. The sinkhole threatens the region's massive potash industry. Potash is an important ingredient in many fertilizers.

Sinkholes aren't always a grave danger. Sometimes, depending on their size, they're just an inconvenience. It's their sudden or deceptively large appearance that makes sinkholes dangerous, both to human safety and to buildings and infrastructure. Construction projects frequently have to contend with the specter of sinkholes brought on by broken pipes or careless drilling. These geologic cavities can be expensive to repair, voracious in their appetite to swallow homes and cars , and toxic in their ability to contaminate groundwater supplies by sucking up debris or sewage.

­Flooding looms as a particular concern when it comes to sinkholes. We already discussed how flooding contributes to sinkhole development, but sinkholes can also factor in to the flooding of a surrounding area in several ways. If the outlet that connects a sinkhole to a conduit or water supply, such as an underground stream, becomes filled with trash and debris, water has nowhere to flow. The basin or sinkhole then fills with water, causing flooding. Sinkhole flooding can also occur simply because water enters a sinkhole more quickly than it can drain through a conduit or other outlet. The last flooding scenario happens when an overflowing river is connected to a sinkhole via underground streams and conduits. Water flowing through the sinkhole would normally drain into the river. But because the river is already flooded, flow reversal takes place and excess water shoots back into the sinkhole, filling it with water and potentially flooding the surrounding area.

Sinkholes can appear suddenly and with great violence, and they're something that any city planner or engineer must keep in mind. One notable, tragic case of this type occurred in Guatemala's capital, Guatemala City. Early in the morning on Feb. 23, 2007, a 330-foot (101-meter) deep sinkhole appeared almost instantly, killing at least three people and devouring homes in a packed urban area. The ground shook and a terrible smell wafted from the ruptured sewer lines that, along with rain, were thought to have caused the disaster. Although the catastrophe occurred suddenly, residents reported hearing and feeling the ground shaking about a month before the sinkhole appeared [source: Associated Press]. The government had plans to send a robotic camera system to investigate, but it didn't act in time.

Sometimes we don't need a government agent to confirm that a sinkhole honeycombs the area. Rather, it's obvious from the gaping hole in the ground. But other times, sinkholes may be difficult to detect -- for example, if they're still covered with a thin overburden that has yet to collapse into the void below. Property damage, especially around the foundation, may be a subtle sign that something is wrong. In addition, if vegetation is dying unexpectedly, a sinkhole may have disrupted underlying streams that usually feed the plants. Other signs to look for include polluted or muddied well water , formation of new ponds and trees, or sign posts that appear to be slumping over.

Some people use sinkholes as makeshift trash cans when, in fact, anything thrown in them may end up in the local water supply. In many communities, this practice, in addition to being harmful to the environment, is illegal [source: Pennsylvania Department of Environmental Protection].

­If your house suffers damage from a sinkhole, it may be covered by homeowner insurance. Sinkholes generally should be fenced off or otherwise marked. The Southwest Florida Water Management District recommends filling them in with sand, though many homeowners turn to professional contractors [source: Southwest Florida Water Management District]. If they sit on public property, city officials need to be contacted. A severe sinkhole found on public or private land may have to be repaired with concrete or require earthmoving equipment to stymie erosion.

The United States can't afford to ignore sinkholes. The country's aging sewer and water systems have experts worried that deadly sinkholes like Guatemala City's could develop [source: Rooney]. Their worries, no doubt, are founded on the fact that many essential infrastructure improvements across the country have been neglected. Pipes, bridges and the like that were intended to last 50 or so years are approaching or have passed their intended shelf life [sources: Rooney, Wald]. For example, you may remember the disastrous Interstate 35W bridge collapse in Minneapolis that occurred on Aug. 1, 2007, and killed 13 people. Authorities later attributed the bridge collapse to faulty design and the gradual addition of more weight, such as concrete lane dividers, without upgrading the bridge's support systems.

­We already discussed the large sinkholes in Polk County, Fla., Guatemala City and Berez­niki, Russia. On the next page, we'll look at some other unusual sinkholes from around the world.

Is Three a Crowd?

When several sinkholes come together to form a larger basin or hole, the new formation is known as a poljen.

Perhaps no sinkhole is more distinctive than the Qattara Depression. The massive sinkhole is more like a large basin, stretching across a wide swath of Egypt. It's considered the largest naturally forming sinkhole on Earth [source: WebEcoist]. The depression is "only" 436 feet (133 meters) deep, but it's also 75 miles (120 kilometers) wide and 50 miles (80 kilometers) long. The depression's difficult terrain made it an important defensive border for the British army during World War II, and now it's considered a tourist attraction. Various schemes have been conceived to harness the Qattara Depression for energy production. One possibility calls for filling it with water and then using the basin's low elevation and water evaporation as part of a hydro-solar project.

­Like the Qattara Depression, sinkholes can be beautiful and relatively harmless, though frequently the difference between stunning and disastrous is a matter of location. Venezuela is known for its Sarisarinama sinkholes: basins 1,000 feet (305 meters) wide and at least that deep that are practically perfect circles. These sinkholes are made more distinctive by where they appear; they lie on top of high mesas in the country's tepui region. Tepuis are incredibly isolated areas filled with lush forests and waterfalls. Sarisarinama sinkholes were first discovered in 1974, high up on flat-topped tepui mountains, and have been described as part of a "lost world" [source: Melham]. These sinkholes have been treasure troves for scientists, who remain fascinated by the unique plant and animal species found nowhere else but in some Sarisarinama sinkholes. The sinkholes and the tepuis have also attracted numerous explorers throughout the centuries, some lured by the challenge of their remote setting, others following rumors of massive gold nuggets washing up in streams on top of tepuis.

­If you've ever seen the "Planet Earth " documentary series, then you're probably familiar with cenotes, water-filled sinkholes connected to underwater caves and streams. Cenotes often form gorgeous swimming spots and feature underwater caves, waterfalls and other intriguing formations. The Bimmah Sinkhole in the Middle Eastern nation of Oman is similar. This sinkhole attracts many tourists to its shimmering, translucent blue-green water. Similarly, Mount Gambier in southern Australia is known for its picturesque water-filled sinkholes and volcanic craters. Some of these sinkholes contain well-manicured, terraced gardens.

One of the world's centers of sinkhole activity is the Dead Sea , the salty body of water sandwiched between Israel and Jordan. The Dead Sea is the lowest point on the planet (1,371 feet or 417 meters below sea level) and an important tourist and historical site, as well as part of a migratory route for hundreds of millions of birds. The water level of the Dead Sea has been dropping yearly because of work by the mineral extraction industry and diversion of water from the Jordan River, which feeds the sea, for use in watering crops and providing drinking water.

The newly uncovered areas of the Dead Sea have become riddled with sinkholes. Evaporating freshwater pools are breaking down salt deposits, creating "holes" and destabilizing the ground, leading to sinkholes. Various remedies have been proposed, including multibillion-dollar canals connecting the Dead Sea to the Mediterranean or Red seas. One scientist has theorized that a point of equilibrium will inevitably be reached, as the sea will become too salty to further evaporate [source: Anderson]. But by then, the Dead Sea will be about one-third of its early 21st century size, and in the meantime, resorts around the sea have struggled with receding waters and the unstable, sinkhole-laden earth left behind.

For more information about sinkholes and other related topics, please explore the links that follow. ­

고대 이름

"cenote"라는 이름은 "심연하고 깊은"을 의미하는 마야 단어에서 파생되었습니다[출처: Yucatan Today ].

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