Zemljotresi
Zemljotres u Valdiviji 1960. godine u Čileu najjači je ikada zabeležen. Trajao je oko 10 minuta i izazvao cunamije koji su stigli do Havaja, Japana, pa čak i Filipina. Zemljotresi u Nju Madridu (1811–1812) bili su toliko snažni da su privremeno naterali reku Misisipi da teče unazad. Masivni zemljotresi mogu pomeriti raspodelu mase Zemlje dovoljno da promene njenu rotaciju i neznatno skrate dužinu dana. Zemljotres u Japanu 2011. godine skratio je dan za oko 1,8 mikrosekundi. Kada se zemljotres dogodi ispod okeana, može pomeriti morsko dno i istisnuti ogromne količine vode, izazivajući cunami.
Poplave
Poplave su najčešća prirodna katastrofa u svetu i mogu se dogoditi gotovo svuda, čak i u pustinjama. Bujne poplave mogu nastati u roku od šest sati ili manje nakon obilnih padavina, ponekad i za manje od 30 minuta, i kreću se izuzetnom brzinom i snagom. Samo 15 cm brze vode može oboriti čoveka, dok 60 cm može odneti automobil. Na kraju poslednjeg ledenog doba, ledenjačko jezero Misula u Severnoj Americi ispustilo je više vode nego sve današnje reke zajedno.
Klizišta
Neka klizišta mogu se kretati brzinom većom od 160 km/h, naročito kada su pomešana sa vodom ili ledom. Obilne kiše su jedan od najčešćih uzroka klizišta. Katastrofa brane Vajont 1963. godine u Italiji dogodila se kada je ogromno klizište palo u akumulaciju, izazvavši talas koji je prelio branu i poplavio dolinu ispod, pri čemu je poginulo oko 2.000 ljudi. Masivna podmorska klizišta mogu izazvati cunamije čak i bez zemljotresa.
Topljenje permafrosta
Permafrost je tlo koje ostaje smrznuto najmanje dve godine, ali može ostati smrznuto i hiljadama godina. Sadrži tlo, stene, led, pa čak i drevne biljne i životinjske ostatke. Kako se klima zagreva, permafrost se topi i oslobađa gasove staklene bašte poput ugljen-dioksida i metana, što može ubrzati klimatske promene. Otapanje permafrosta uzrokuje sleganje tla i oštećenja građevina.
Gasni hidrati
Gasni hidrati izgledaju kao led, ali ako ih zapalite, gore plamenom jer sadrže metan — zapaljivi gas zarobljen u molekulima vode. Jedan kubni metar gasnog hidrata može pri topljenju osloboditi do 160 kubnih metara metana. Gasni hidrati nastaju pri visokom pritisku i niskim temperaturama, pa se uglavnom nalaze u dubokim okeanskim sedimentima i područjima permafrosta. Gasni hidrati sadrže više energije nego sva ostala fosilna goriva zajedno — teoretski bi mogli da snabdevaju planetu energijom vekovima. Međutim, njihova eksploatacija je izuzetno složena i rizična. Kada se gasni hidrati destabilizuju, mogu izazvati podmorska klizišta, koja zauzvrat mogu pokrenuti cunamije. Teorija Bermudskog trougla: metanski hidrati se iznenada razgrađuju usled promena temperature ili pomeranja morskog dna. Ogromni mehuri metana brzo se dižu ka površini okeana. Voda postaje penasta i manje gusta — više ne može da nosi težinu broda. Brodovi bi mogli da potonu trenutno, bez upozorenja — i da ne ostave nikakve ostatke.
Pomorska geotehnika
On land, gravity helps keep soil tests stable — but underwater, you’re dealing with buoyancy, water pressure, and soft, squishy seafloor sediments. Everything becomes way more complicated — and cool! We know more about the surface of Mars than the geology of the deep ocean. Offshore geotechnical engineers often explore uncharted ground, drilling or sampling in places no one has touched before. It’s part engineering, part deep-sea exploration. Offshore wind turbines might look like they’re just floating, but they’re anchored with monopiles or suction caissons up to 30+ meters deep!
Bio geotehnika
Biogeotehnika često koristi bakterije poput Sporosarcina pasteurii kako bi „uzgajala” krečnjak u tlu — čineći tlo čvršćim bez upotrebe cementa ili hemikalija. Ovaj proces naziva se mikrobno indukovana precipitacija kalcita (MICP) — u suštini, mikrobi obavljaju građevinske radove! Istraživači koriste biogeotehniku za stvaranje „živih građevinskih materijala”, poput samopopravljajućih cigli i biocementa, što bi moglo da smanji oslanjanje na materijale sa visokim ugljeničnim otiskom, poput betona. Umesto kopanja, miniranja ili livenja betona, biogeotehnika nežno prilagođava hemiju tla koristeći prirodne procese. To je kao šaputanje Zemlji umesto vikanja. Biogeotehnika se razmatra i za planetarnu kolonizaciju, na primer za izgradnju puteva ili staništa na Marsu korišćenjem marsovskog tla i projektovanih bakterija. Kome treba cement kada imaš svemirske mikrobe?
Ekspanzivna tla
Kada ekspanzivna tla upiju vodu, mogu nabubriti toliko da podignu ploče i temelje, pomerajući čitave objekte za nekoliko centimetara! U sušnim uslovima ekspanzivna tla se skupljaju i pucaju, uzrokujući neravnomerno sleganje ili naginjanje zgrada. Kanalizacione i vodovodne cevi koje prolaze kroz ekspanzivna tla često pucaju ili se razmeštaju usled pomeranja tla, što dovodi do curenja i pojave ponora. Ponašanje ekspanzivnih tala na Zemlji pomaže planetarnim naučnicima da razumeju kako bi marsovsko tlo moglo reagovati na promene vlage i temperature.
Sleganja
Sleganje tla predstavlja postepeno spuštanje ili ulegnuće površine tla, često izazvano prirodnim procesima ili ljudskim aktivnostima. Kada podzemna eksploatacija uklanja materijale poput uglja ili soli, tlo iznad može se vremenom urušiti ili slegnuti. Neujednačeno sleganje može izazvati pucanje temelja, puteva i cevovoda, što dovodi do skupih popravki. Prekomerno crpljenje podzemnih voda ili nafte iz podzemnih rezervoara takođe može uzrokovati sleganje tla.
Ponori (vrtače)
Većina ponora (sinkhole) nastaje u područjima sa krečnjakom, gipsom ili slojevima soli — stenama koje se lako rastvaraju u vodi. Ove stene se postepeno razgrađuju delovanjem kisele kišnice, stvarajući podzemne šupljine koje se mogu urušiti. Najveći urbani ponor zabeležen je u Gvatemala Sitiju 2010. godine — bio je širok oko 19,8 metara i dubok 91,4 metra! Naučnici su uočili moguće ponore i na Mesecu i Marsu, koji bi mogli predstavljati ulaze u podzemne pećine — potencijalna skloništa za buduće astronaute.
Podzemni spremnici
Solne formacije mogu se rastvarati kako bi se stvorile ogromne podzemne šupljine — idealne za bezbedno skladištenje gasova poput prirodnog gasa ili vodonika. Ove šupljine su nepropusne i stabilne, što ih čini pogodnim za dugoročno skladištenje. Umesto skladištenja energije u hemijskim baterijama, podzemno skladištenje energije koristi prirodne strukture poput šupljina, vodonosnika ili iscrpljenih naftnih i gasnih polja za čuvanje energije — često u obliku komprimovanog vazduha, gasa ili toplote. Iscrpljena naftna i gasna ležišta mogu se prenameniti u podzemna skladišta prirodnog gasa ili čak vodonika — pretvarajući staru infrastrukturu fosilnih goriva u resurse čiste energije. Ipak, potrebno je biti oprezan — uskladišteni vodonik mogu „pojesti” podzemne bakterije!
Cunamiji
Za razliku od uobičajenih morskih talasa, koji su međusobno udaljeni svega nekoliko metara, cunamijski talasi mogu imati talasnu dužinu veću od 160 kilometara, što ih čini izuzetno teškim za otkrivanje na otvorenom moru. I nisu svi cunamiji izazvani zemljotresima! Podmorska klizišta, vulkanske erupcije ili čak urušavanja glečera mogu istisnuti vodu i stvoriti ogromne talase. Nakon zemljotresa u Čileu 1960. godine, nastali cunami prešao je Tihi okean i pogodio Havaje, Japan, Filipine, pa čak i Kaliforniju. Do Japana mu je bilo potrebno oko 15 sati — i uprkos tome izazvao je velika razaranja.
Numeričko modeliranje
Numeričko modeliranje u oblasti geohazarda predstavlja snažan alat za simulaciju i predviđanje ponašanja prirodnih opasnosti — poput klizišta, zemljotresa i poplava — pomažući inženjerima, naučnicima i donosiocima odluka da smanje rizik i projektuju bezbedniju infrastrukturu. Ono podrazumeva upotrebu matematičkih modela i računarskih simulacija za predstavljanje fizičkih procesa koji stoje iza geohazarda, kako bismo mogli: da predvidimo kada i gde bi se opasnost mogla pojaviti; da razumemo mehanizme koji je uzrokuju; da testiramo mere ublažavanja; da unapredimo spremnost za katastrofe. To uključuje virtuelno testiranje (isprobavanje različitih rešenja ili scenarija bez stvarnog rizika) i simulacije katastrofa (razumevanje situacija tipa „šta ako”, npr. „šta ako ova brana popusti?”).
I mnogo više...
Vulkanske erupcije, erozija tla, lavine, odroni stena, iscrpljivanje podzemnih voda, kontaminacija tla, dezertifikacija, krioseizmi (mrazni potresi) i havarije jalovišnih brana.