Los deslizamientos y los deslizamientos de barro, abarcados por el término científico "desperdicio de masa", representan algunos de los peligros geológicos más significativos en la Tierra. Son el movimiento de baja pendiente de roca, suelo y escombros bajo la influencia directa de la gravedad. Aunque a menudo desencadenados por eventos agudos como terremotos o tormentas intensas, la susceptibilidad fundamental de un paisaje es un producto de la resistencia geográfica duradera.

Los controles geográficos sobre la estabilidad de la pendiente pueden clasificarse en factores causantes (que establecen el escenario) y factores desencadenantes (que inician el evento). Entender esta interacción es esencial para la planificación del uso de la tierra, la mitigación de la ingeniería y el desarrollo de sistemas de alerta temprana. Este artículo examina los factores geográficos centrales: la topografía, la geología, el clima, la vegetación y la actividad humana, que rigen la distribución espacial y la frecuencia de deslizamientos y los fangos en todo el mundo.

Topografía y el papel de la Morfología de pendiente

La topografía es el factor más visiblemente aparente que influye en la susceptibilidad del deslizamiento. La geometría del paisaje rige directamente las fuerzas de conducción gravitacional que actúan sobre una masa potencial de fracaso.

Ángulo de pendiente y estrés gravitacional

El ángulo de una pendiente es el control primario sobre el estrés de la cizaña. A medida que aumenta el ángulo de la pendiente, el componente de gravedad actuando paralelamente a la superficie de la pendiente (la fuerza impulsora) aumenta proporcionalmente. La mayoría de los materiales no consolidados, como el suelo y el colluvio, tienen un ángulo natural de reposo, teóricamente entre 25 y 35 grados.

Forma de pendiente y curvatura

La forma tridimensional de una pendiente es un control topográfico crítico. Las pendientes pueden clasificarse como planos, cóncavas o cónvex en ambos perfiles (desarrollo) y vistas de plan (atraves-slope).

  • ] Pendientes de concave (hollows): Estas formas de tierra concentran naturalmente el desvío de superficie y el subsuelo a través del flujo. Con el tiempo, acumulan depósitos más gruesos de colluvio y mantienen niveles más altos de humedad del suelo. Por consiguiente, los huecos topográficos son los lugares principales para la iniciación de flujos de desechos superficiales y rápidos durante los eventos de lluvias de alta intensidad.
  • Pendientes convexas (nosos): Estas características tienden a derramar agua y son generalmente más estables. El patrón de drenaje divergente evita la acumulación de presiones de agua poro elevadas.
  • Pendientes planos: Mientras más simple, su estabilidad depende en gran medida de otros factores como el desplome de los estratos de rocas subyacentes.

Socorro y estrés localizado

El alivio local, o la diferencia en la elevación entre una cresta de pendiente y el suelo del valle, influye en la escala de posibles deslizamientos. Paisajes de alta resistencia, como los encontrados en el Himalaya, Andes y Pacífico Noroeste, permiten el desarrollo de fallas gravitacionales de gran altura que involucran a millones de metros cúbicos de material. Además, la redistribución del estrés alrededor de paredes de valles empinadas y gargantas internas que pueden crear zonas de alivio.

Geología de la roca y Mecánica del suelo

El maquillaje geológico de una zona proporciona las materias primas para deslizamientos de tierra. Tanto la geología de roca base como las características del regio o suelo sobrelimentador determinan la fuerza y el comportamiento de los materiales de formación de pendiente.

Debilidad litológica

Ciertos tipos de roca son inherentemente propensos a la meteorización y el fracaso. Las rocas sedimentarias como las afeitadas, las piedras de barro y los siltos suelen tener una baja fuerza de escaneo y se ven fácilmente en suelos ricos en arcilla. Las rocas metamorfóricas como los fititos y los esquistos contienen planos de follación que pueden actuar como superficies deslizantes.

Geología estructural y discontinuidades

La presencia de discontinuidades — fallas, articulaciones, planos de ropa y follación— crea planos de debilidad dentro de una masa de roca. La orientación de estas estructuras relativas a la cara de pendiente es primordial. Una condición conocida como "luz de día" ocurre cuando una discontinuidad se desploma en una superficie inferior a la propia pendiente. Esto crea un bloque de falla kinematicalmente posible, que conduce a menudo a actos peligrosos

Tipo de suelo e inmuebles de ingeniería

El comportamiento de los suelos se rige por su distribución de granos, mineralogía y contenido de agua.

  • ] Los suelos colonizados: Estos son depósitos acumulados de pendiente transportados previamente. A menudo son sueltos, mal compactados y muy susceptibles a la falla durante la lluvia pesada.
  • Arcillas extensivas (por ejemplo, esmectita): Estas arcillas experimentan cambios significativos en el volumen con el humedecimiento y el secado. Esta disminución cíclica y la inflamación perturba la estructura del suelo, reduciendo la cohesión y creando grietas profundas de desitación que rápidamente infiltran agua.
  • Arcillas rápidas:] En las regiones glaciadas de Canadá y Escandinavia, estas arcillas sensibles tienen una estructura de panal que se colapsa cuando se perturba, causando que el suelo se licue y fluya. El deslizamiento de 2010 en Saint-Jude, Quebec, es un ejemplo trágico de una rápida falla de arcilla que retrogresó hasta 600 metros.

Propulsores climáticos e hidrológicos

El agua es el agente desencadenante más penetrante y frecuente para deslizamientos de tierra. Añade peso, lubrica superficies de falla, y lo más importante, reduce el estrés efectivo que mantiene los granos de suelo juntos.

Precipitación: Intensidad versus Duración

La relación entre intensidad de lluvia y duración es un predictor clave de iniciación de deslizamientos. Temporada de alta intensidad, tormentas de corta duración (por ejemplo, tormentas convectivas o ciclones tropicales) tienden a desencadenar flujos de aguas poco profundos y rápidos. En contraste, precipitaciones de baja intensidad moderada (por ejemplo, ríos atmosféricos o lluvias monzón más profundas)

Retirada rápida de nieve y glacial

En las regiones montañosas, el calentamiento rápido y los eventos de lluvia sobre nieve pueden fundir las nevadas profundas en cuestión de días. Esta gran afluencia de agua se comporta hidrológicamente como un evento de precipitaciones extremas. Además, el retiro continuo de glaciares alpinos debido al cambio climático está exponiendo paredes de valles escarpadas, glacialmente sobresalegadas y dejando atrás depósitos moraíneo ines.

Presión de agua subterránea y agua poro

El nivel de la tabla de agua dentro de una pendiente es un control primario sobre la estabilidad. A medida que aumenta la mesa de agua, aumenta la presión del agua poro. Esta presión actúa contra la tensión normal manteniendo partículas juntas, empujando eficazmente a separar y reduciendo la fuerza friccional del material. Tablas de agua grabadas, formadas sobre capas relativamente impermeables como lentes de arcilla, son una causa común de fallas de la pendiente media.

Vegetación y estabilización ecológica

La cubierta terrestre desempeña un papel complejo pero crítico en la estabilidad de la pendiente, principalmente a través de los efectos mecánicos e hidrológicos de la vegetación, especialmente los árboles y arbustos.

Cohesión de raíz y reforzamiento mecánico

Los sistemas de raíces de árboles y vegetación profunda refuerzan mecánicamente el suelo. Las redes de raíz cruzan los posibles planos de falla, proporcionando una fuente adicional de cohesión aparente a la masa del suelo. Esta cohesión de raíces puede ser un factor dominante estabilizando los suelos poco profundos en las pendientes empinadas. La eficacia del refuerzo de la raíz depende de las especies, la profundidad de la raíz y la fuerza de la raíz.

Modificación hidrológica por Vegetación

La vegetación modula el equilibrio de agua de una pendiente. La interceptación de la cría reduce la cantidad neta de lluvias que llega al suelo. La transpiración por plantas de raíces extrae humedad del suelo, bajando la mesa de agua y manteniendo la succión del suelo. Esta succión, o presión negativa del agua poro, aumenta significativamente la fuerza del suelo. Sin embargo, la vegetación también añade una carga de recargo a la pendiente y la carga del viento se puede transmitir al efecto de bosque.

Factores antropógenos y cambio de uso de la tierra

La actividad humana es, sin duda, el factor causal más significativo y rápidamente cambiante en el riesgo de deslizamiento moderno. Alterar el paisaje natural reduce con frecuencia la estabilidad.

Excavación, carga y construcción

La influencia humana más directa es la modificación mecánica de las pistas. Cortar en el pie de una pendiente para construir carreteras, ferrocarriles, o almohadillas de construcción elimina el apoyo crítico, una causa principal de fallas relacionadas con la construcción. Por el contrario, colocar material en la pendiente superior añade peso y aumenta el estrés de conducción.

Deforestación y agricultura

La conversión de bosques naturales en tierras agrícolas, en particular cultivos de hilera, silvicultura de plantación o pastoreo, reduce drásticamente la cohesión de las raíces. En muchas regiones tropicales, el cultivo de las pendientes empinadas crea un ciclo de crecimiento y despejado que mantiene un estado de baja resistencia a las raíces. La riego de las tierras cultivadas en las laderas puede conducir a una saturación profunda y a un fracaso con el tiempo.

Extracción de recursos y minería

La extracción de apoyo de los pies crea paredes de pozos altos e inestables. Los vertederos de basura y los estanques de cola son formas artificiales construidas de materiales sueltos y saturados que son altamente propensos al fracaso. El catastrófico desastre de Aberfan en Gales, donde una punta de botín colirio se desliza en una escuela, sigue siendo un recordatorio de la incognición de las consecuencias antropicales de Columbia

Tectónica y desencadenante sismológico

Los terremotos son uno de los desencadenantes más poderosos de deslizamientos, capaces de desestabilizar las montañas enteras en segundos.

Landsliding induced Earthquake

El terremoto de Wenchuan en China (Múltiples linajes) de 2008 fue desviado por más de 56.000 deslizamientos cúbicos, causando la mayor fracción de los mil millones de terrenos, el más débil de los cuales fue el más grande de los 40.000 millones de metros de superficie, el más fuerte de los cuales se desencadenó.

Arriesgos volcánicos (Lahars)

Los ambientes volcánicos representan un peligro de deslizamiento único y extremo. Los lahars, o los flujos de lodo volcánico, son un tipo específico de deslizamiento de barro desencadenado por el rápido derretimiento de nieve y hielo durante una erupción o lluvia pesada cayendo sobre ceniza volcánica recién depositada (tephra). Estos flujos pueden viajar decenas de kilómetros por los valles de ríos a altas velocidades, enterrar comunidades enteras.

Geografía regional y puntos calientes de deslizamiento mundial

La interacción de los factores descritos anteriormente crea patrones geográficos claros de riesgo de deslizamiento. Regiones específicas del mundo se ven desproporcionadamente afectadas.

  • El Arco Himalaya: Esta región sufre de elevación tectónica extrema, alto alivio, intensas lluvias monzón y rápido retiro glacial. Es, por supuesto, el punto de encuentro mundial para deslizamientos catastróficos y a gran escala.
  • El Rim del Pacífico (Alambramiento de Fuego): La alta sísmica, actividad volcánica y las zonas costeras empinadas (por ejemplo, California, Japón, Chile, Indonesia) crean un estado constante de alta susceptibilidad, a menudo provocado por la precipitación pesada de los ciclones tropicales y los ríos atmosféricos.
  • Los Alpes Europeos: La alta densidad de población y la infraestructura turística se intruden en terrenos escarpados y glacialmente tallados. La degradación permafrost debido a las temperaturas de calentamiento aumenta la frecuencia de las rocosas en elevaciones elevadas.
  • China del suroeste (Sichuan & Yunnan):] Similar a los Himalayas, con increíbles gargantas de ríos empinadas, rocas sedimentarias débiles, lluvias monzón pesadas y alta sísmica. Esta zona experimenta algunas de las densidades más altas de deslizamientos de tierra en la Tierra.

Síntesis y Conclusión

Los deslizamientos y los deslizamientos de barro son el producto de un complejo sistema de factores geográficos que interactúan. Ninguna variable individual —ya sea una pendiente de 30 grados, una formación de esquisto débil, o una tormenta de lluvia— actúa en aislamiento. La estabilidad se determina por el equilibrio dinámico entre la fuerza material y el estrés gravitacional, un punto de equilibrio continuamente desplazado por la geología, el clima desencadenante, y la geología humana proporciona el sistema de fase casta.

Para evaluar y mitigar los riesgos, es necesario un entendimiento holístico y multidisciplinario de estos controles geográficos, que se aplica mediante la cartografía regional de susceptibilidad de deslizamiento, investigaciones de geología de ingeniería específicas para el sitio, sistemas de alerta temprana en tiempo real basados en umbrales de precipitación I-D y reglamentos inteligentes para el uso de la tierra. Como los cambios climáticos mundiales, alterando los patrones de precipitación y desestabilizando paisajes congelados, la distribución geográfica y la frecuencia de los deslizamientos cambiarán inevitablemente los factores de estos factores.