جبل. Baldy ، في الجزء الشرقي من Indiana Dunes National Lakeshore ، هي أكبر الكثبان الرملية النشطة على طول الساحل الجنوبي لبحيرة ميشيغان ومرفقًا ترفيهيًا شهيرًا للسكان المحليين والسياح (الشكل 1). في يوليو 2013 ، سقط صبي يبلغ من العمر 6 سنوات يسير على الكثبان الرملية في حفرة انفتحت تحته فجأة. وقد حوصر لعدة ساعات لأكثر من 3 أمتار تحت السطح حتى حفر عمال الطوارئ لإنقاذه (الشكل 2). بعد ذلك ، نظرًا لعدم معرفة عملية التكوين أو مدى وأهمية الخطر الذي تمثله هذه الحفرة ، تم إغلاق جبل Baldy أمام حركة المرور على الأقدام في عام 2013 ولا يزال كذلك حتى اليوم.

الشكل 1: موقع جبل بالدي

الشكل 2: إنقاذ صبي محاصر في حفرة في الكثبان الرملية (أريزونا ديلي ستار)

لفهم تطور هذه الفراغات ، أجرت هيئة المسح الجيولوجي في إنديانا دراسة عن بنية الكثبان الرملية ¹ وقسم العلوم الجيولوجية بجامعة إنديانا ² باستخدام GPR ونوى الأرض الصلبة. تم استخدام نظام PulseEKKO PRO GPR بترددات مركزية تبلغ 50 و 100 ميجاهرتز ونظام Noggin 250 ميجاهرتز (الشكل 3) لتجميع خطوط المسح المتعامدة على الخط الساحلي والطولي لاتجاه نقل الرواسب في الكثبان الرملية (الشكل 4). نظرًا لأن الكثبان الرملية بها قدر كبير من التضاريس ، لإعادة بناء الأشكال الهندسية الحقيقية للطبقات والميزات المختلفة ، كان من الضروري تصحيح خطوط GPR لتغييرات الارتفاع في مرحلة ما بعد المعالجة.

الشكل 3: نبض EKKO PRO بهوائيات 100 ميجاهرتز (يسار) و Noggin SmartCart مع (يمين)

الشكل 4: تم جمع ثلاثة خطوط GPR بطول 250 مترًا وثلاثة وثلاثين مترًا بطول 80 مترًا للتحقيق

تم استخدام البيانات من المقاطع والنوى GPR لتحديد أربعة آفاق طبقية رئيسية. وتشمل هذه الكثبان الرملية العلوية والسفلية ، مفصولة بواسطة paleosol (أفق تربة قديم) نشأ في الجزء العلوي من الكثبان الرملية السفلى (الشكل 5). تشكلت الكثبان الرملية العليا خلال القرن العشرين وتتوافق مع الوقت الحاضر لجبل. اصلع؛ تشكلت الكثبان الرملية المنخفضة 20-3000 سنة بعد أن سقطت بحيرة أسلاف ميتشجان من ذروة منسوب المياه في منتصف الهولوسين بعد تراجع الجليد من العصر الجليدي الأخير.

الشكل 5: صورة التربة القديمة (باليوسول) التي نمت عليها الأشجار قبل أن تدفنها رمال الكثبان الرملية.

تظهر هذه الدراسة أن الفراغات التي أغلقت جبل Baldy كانت على ما يبدو بسبب الأشجار التي كانت متجذرة في paleosol الذي يحدث على سطح الكثبان الرملية السفلية. دفنت الأشجار وماتت كالرمال التي تشكل جبل. هاجر أصلع إلى اليابسة خلال أوائل العشرين^th مئة عام. يتم الآن اكتشاف هذه الأشجار و paleosol ببطء مع استمرار الكثبان الرملية في الهجرة. عندما يتم استخراج القبور ، تتحلل الأشجار في مكانها من خلال نمو الفطريات ؛ هذا يخلق فراغات متغيرة الحجم والعمق والاتجاه ، اعتمادًا على قطر وكثافة جذوع وأطراف الأشجار المدفونة. الفطريات على جذوع الأشجار عند دفنها لأول مرة ربما تتعفن الشجرة من القاعدة إلى القمة عند استخراجها. وبالتالي ، فإن مخاطر فتح الفراغات في الكثبان الرملية تعتمد على العمق والوقت ؛ يبدو أن الأشجار المدفونة يجب أن تقع على بعد 3-5 أمتار من السطح للسماح باستئناف نمو الفطريات ويجب أن يكون الوقت المنقضي بين الدفن واستخراج الجثث قصيرًا بدرجة كافية حتى لا يموت الفطر عند دفنه بعمق.

تظهر فتحة ناثان (التي سميت على اسم الصبي الذي تم إنقاذه) في ملفات تعريف GPR ويمكن رؤيتها على أنها فراش متقطع على المقطع العرضي البالغ طوله 80 مترًا والذي مر خلال الحفريات لاستعادته (الشكل 6). ومن المثير للاهتمام ، أنه بينما يبدو أن الطبقات العلوية قد تعطلت أثناء التنقيب ، يُعتقد أن العاكسات العمودية الضيقة والقوية أسفل الحفرة تمثل جذع شجرة يمتد إلى سطح الباليوسول وقد تكون مسؤولة عن الفراغ الذي دفن فيه ناثان. ربما تمثل العاكسات رطوبة أكبر في الجذع المتعفن.

الشكل 6: ملف تعريف GPR بطول 80 مترًا تم جمعه باستخدام نظام Noggin 250. يشار إلى موقع "حفرة ناثان" والشجرة المتعفنة التي تسببت فيها.

في البداية ، شعر الجيولوجيون بالحيرة بشأن القوى الطبيعية المسؤولة عن خلق الفراغات في الكثبان الرملية وتساءلوا عما إذا كانت هذه عملية جديدة وغير معروفة لم يسبق للباحثين رؤيتها أو توثيقها. لكن الدراسة المتأنية وصور GPR التفصيلية ساعدت في تجميع قصة منطقية مع العمليات الطبيعية المعروفة وحل لغز الثقوب في جبل. اصلع.

القصة مقدمة من ويليام موناغان¹، تود طومسون¹، ايرين أرجيلان² وكيفن راسل²

اقرأ المزيد حول نصائح - تحقيقات الطب الشرعي

اقرأ المزيد حول تبسيط جمع البيانات الخاصة بك مع SmartChariot