GPRは砂丘の穴の謎を解くのに役立ちます

山インディアナデューンズ国立湖岸の東部にあるバルディは、ミシガン湖南部の海岸線に沿った最大の活発な砂丘であり、地元の住民や観光客に人気のあるレクリエーション施設です（図1）。 2013年6月、砂丘の上を歩いていた3歳の少年が、突然彼の下に開いた穴に落ちました。彼は、救急隊員が彼を救助するために掘り下げるまで、水面下2 m以上で数時間閉じ込められました（図2013）。その後、この穴によって表される危険の形成プロセスまたは範囲と重要性が不明であったため、バルディ山はXNUMX年に通行止めになり、現在もその状態が続いています。

図1：マウントボールディーの場所

図2：砂丘の穴に閉じ込められた少年の救助（アリゾナデイリースター）

これらの空隙の発達を理解するために、砂丘の構造の研究がインディアナ地質調査によって行われました。 ¹ およびインディアナ大学の地質科学部 ² GPRとソリッドアースコアを使用します。中心周波数が50MHzと100MHzのpulseEKKOPROGPRシステムとNoggin250 MHzシステム（図3）を使用して、砂丘の土砂流送方向に垂直で海岸線に垂直な調査線を収集しました（図4）。砂丘には大量の地形があるため、さまざまなレイヤーやフィーチャの実際のジオメトリを再構築するには、後処理での標高の変化に合わせてGPRラインを修正する必要がありました。

図3：100MHzアンテナを備えたpulseEKKOPRO（左）とNoggin SmartCartを備えた（右）

図4：調査のために250本の80メートルおよびXNUMX本のXNUMXメートルGPRラインが収集されました

GPRトランセクトとコアからのデータは、5つの主要な層序の地平線を定義するために使用されました。これらには、下部砂丘の上部に発達した古土壌（古代の土壌層位）によって分離された上部砂丘と下部砂丘が含まれます（図20）。 3000世紀に形成された上部砂丘は、現在の山に対応しています。 Baldy; 下部砂丘は、先祖のミシガン湖が最終氷河期から氷が後退した後、完新世中期のピーク水位から落ちてから4000〜XNUMX年後に形成されました。

図5：前進する砂丘の砂に埋もれる前に木が成長した古代の土壌（古土壌）の画像。

この研究は、バルディ山を閉じたボイドは、明らかに、下部砂丘の表面に発生する古土壌に根付いた木によって引き起こされたことを示しています。木々は山を構成する砂として埋められ、枯れてしまいました。 Baldyは20年初頭に陸に向かって移動しました^th 世紀。砂丘が移動し続けるにつれて、これらの木と古土壌は現在ゆっくりと発掘されています。それらが発掘されると、木は真菌の成長によってその場で腐敗します。これにより、埋められた木の幹や手足の直径と密度に応じて、さまざまなサイズ、深さ、向きのボイドが作成されます。最初に埋められたときの幹の真菌は、発掘されたときにおそらく木を根元から上に腐らせます。したがって、砂丘にボイドが開くリスクは、深さと時間に依存します。埋められた木は、真菌の成長を再開できるように表面から3〜5 m以内にあるように見え、深く埋められたときに真菌が死なないように、埋没から発掘までの経過時間は十分に短くなければなりません。

ネイサンの穴（救助された少年にちなんで名付けられた）はGPRプロファイルで明らかであり、彼を回復するために発掘調査を通過した長さ80メートルのトランセクトの寝具が壊れているように見えます（図6）。興味深いことに、発掘中に上部のベッドが破壊されたようですが、穴の下の狭くて強い垂直反射体は、古土壌の表面まで伸びる木の幹を表しており、ネイサンが埋められたボイドの原因である可能性があります。リフレクターはおそらく腐った幹の水分が多いことを表しています。

図6：Noggin80システムで収集された長さ250メートルのGPRプロファイル。「ネイサンの穴」の場所とそれを引き起こした解釈された腐った木が示されています。

当初、地質学者は、砂丘にボイドを作成する原因となった自然の力について困惑し、これが研究者によって見られたり文書化されたりしたことのない新しい未知のプロセスであるかどうか疑問に思いました。しかし、注意深い研究と詳細なGPR画像は、既知の自然のプロセスで意味をなし、山の穴の謎を解決する物語をつなぎ合わせるのに役立ちました。バルディ。

ウィリアムモナハンの礼儀の物語¹、トッド・トンプソン¹、Erin Argyilan² とケビンラッセル²