الطين السريع

الطين السريع ، المعروف أيضًا باسم طين ليدا وطين بحر شامبلين في كندا ، هو نوع من أنواع الطين الجليدي البحري الحساسة الموجودة في كندا والنرويج وروسيا والسويد وفنلندا والولايات المتحدة ومواقع أخرى حول العالم. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} يتميز هذا الطين بعدم استقراره الشديد، فعندما تتعرض كتلة منه لضغط كافٍ، قد يتغير سلوكها المادي بشكل جذري من مادة جسيمية إلى سائل مائي. تحدث الانهيارات الأرضية نتيجة لتسييل التربة المفاجئ الناجم عن عوامل خارجية مثل الاهتزازات الناتجة عن الزلازل أو الأمطار الغزيرة . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

لا يوجد الطين سريع الذوبان إلا في البلدان القريبة من القطب الشمالي ، مثل روسيا وكندا والنرويج والسويد وفنلندا والولايات المتحدة (في ألاسكا )، نظرًا لتعرضها للجليد خلال العصر البليستوسيني . في كندا، يرتبط هذا الطين بشكل أساسي ببحر شامبلين الذي يعود إلى العصر البليستوسيني ، في وادي أوتاوا الحالي ، ووادي سانت لورانس ، ومنطقة نهر ساغويناي . ^{[ 4 ]}

كان الطين الحيّ السبب الرئيسي وراء العديد من الانهيارات الأرضية المميتة . ففي كندا وحدها، ارتبط بأكثر من 250 انهيارًا أرضيًا موثقًا. بعض هذه الانهيارات قديمة، وربما تكون ناجمة عن الزلازل. ^{[ 5 ]}

يتميز الطين سريع التصلب بقوة مُعاد تشكيلها أقل بكثير من قوته عند التحميل الأولي. ويعود ذلك إلى عدم استقرار بنية جزيئات الطين فيه.

يترسب الطين الحي في الأصل في بيئة بحرية. وتكون جزيئات معادن الطين مشحونة بشحنة سالبة دائمًا نظرًا لوجود شحنات سالبة دائمة وشحنات تعتمد على الرقم الهيدروجيني على سطحها. وللحفاظ على التعادل الكهربائي وصافي توازن الشحنة الكهربائية، تُعادل هذه الشحنات السالبة دائمًا بالشحنات الموجبة التي تحملها الكاتيونات (مثل Na ⁺ ) الممتصة على سطح الطين، أو الموجودة في ماء مسام الطين. وتوجد الكاتيونات القابلة للتبادل في الطبقات البينية لمعادن الطين وعلى المستويات القاعدية الخارجية لصفائح الطين. كما تُعادل الكاتيونات الشحنات السالبة على حواف جزيئات الطين الناتجة عن تحلل مجموعات السيلانول والألومينول ( شحنات تعتمد على الرقم الهيدروجيني ). لذا، تُحاط صفائح الطين دائمًا بطبقة مزدوجة كهربائية (EDL) أو طبقة مزدوجة منتشرة (DDL). ^{[ 6 ]} ويعتمد سُمك الطبقة المزدوجة الكهربائية على ملوحة الماء. ففي الظروف المالحة (عند قوة أيونية عالية )، تنضغط الطبقة المزدوجة الكهربائية (أو يُقال إنها تنهار). يُسهّل ذلك تجمّع صفائح الطين التي تتكتل وتلتصق ببعضها لتكوين بنية تكتلات أكثر استقرارًا. بعد ارتفاع رواسب الطين البحرية وانعدام تعرضها لظروف المياه المالحة، يمكن لمياه الأمطار أن تتسرب ببطء إلى طبقة الطين غير المتماسكة، كما يمكن أن ينتشر فائض كلوريد الصوديوم الموجود في مياه البحر خارج الطين. ونتيجة لذلك، تصبح طبقة الشحنة الكهربائية المزدوجة أقل انضغاطًا وتتمدد. وينتج عن ذلك تنافر كهروستاتيكي أقوى بين صفائح الطين سالبة الشحنة، مما يُسهّل تشتتها وتكوين معلقات مستقرة في الماء ( ظاهرة التشتت ). ويؤدي هذا التأثير إلى زعزعة استقرار بنية تكتلات الطين.

في حالة عدم كفاية الضغط الميكانيكي لطبقة الطين، ومع وجود إجهاد قص ، يؤدي ضعف ضغط طبقة التمدد الكهربائي المزدوجة (EDL) بفعل الأملاح في الطين سريع التصلب إلى تنافر جزيئات الطين ، مما يؤدي إلى إعادة اصطفافها في بنية أضعف وأقل استقرارًا. يستعيد الطين سريع التصلب قوته بسرعة عند إضافة الملح مرة أخرى (ضغط طبقة التمدد الكهربائي المزدوجة)، مما يسمح لجزيئات الطين باستعادة تماسكها مع بعضها البعض.

في ذروة العصر الجليدي الماضي (منذ حوالي 20,000 عام)، انضغطت الأرض تحت وطأة الجليد ( انخفاض متساوي الضغط ). ترسبت جميع الصخور المطحونة في المحيط المحيط، الذي توغل بشكل كبير داخل اليابسة. سمح الترسيب غير المتماسك لجزيئات الطمي والطين في البيئة البحرية بحدوث تكتل غير عادي . شكل هذا التكتل هيكلاً ترابياً متماسكاً بقوة، تم تثبيته بواسطة أيونات ملح البحر عالية الحركة. ^{[ 6 ]}

في هذه المرحلة، لم يكن هناك سوى تكوّن طين بحري شديد الصلابة ، وهو نوع موجود في جميع أنحاء العالم ويتمتع بثبات عالٍ، ولكنه يُعاني من مشاكل جيوتقنية فريدة. عندما انحسرت الأنهار الجليدية، ارتفعت كتلة الأرض ( الارتداد ما بعد الجليدي )، وانكشف الطين، مُشكّلاً كتلة التربة اللازمة لنمو نباتات جديدة. كانت مياه الأمطار في هذه البلدان الشمالية شديدة التأثير على هذا الطين، ربما لأنها كانت أكثر ليونة (تحتوي على نسبة أقل من الكالسيوم)، أو لأن محتواها العالي من الطمي سمح بتغلغل كميات أكبر من مياه الأمطار وذوبان الثلوج. وكانت النتيجة النهائية هي إضعاف "الرابطة" الأيونية للطين، مما أدى إلى تكوين هيكل تربة ضعيف ومفكك، يحتجز كميات كبيرة من الماء (حساسية عالية مع محتوى رطوبة عالٍ).

نادراً ما تتواجد رواسب الطين السريع مباشرةً على سطح الأرض، بل عادةً ما تكون مغطاة بطبقة عادية من التربة السطحية. ورغم قدرة هذه التربة السطحية على امتصاص معظم الضغوط العادية، كالأمطار العادية أو الهزات الأرضية الخفيفة، إلا أن أي صدمة تتجاوز قدرة هذه الطبقة - كزلزال كبير، أو كتلة كبيرة تتراكم قرب منحدر، أو هطول أمطار غزيرة تُشبع التربة السطحية تماماً فلا تجد المياه الإضافية منفذاً إلا إلى الطين - قد تُزعزع الطين وتُسبب عملية التميع.

نظراً لأن طبقة الطين عادةً ما تكون مغطاة بتربة سطحية، فإن الموقع المعرض لانزلاق طيني سريع لا يمكن تحديده عادةً إلا عن طريق اختبار التربة ، ونادراً ما يكون واضحاً للمراقب العادي. ولذلك، غالباً ما بُنيت المستوطنات البشرية وشبكات النقل على رواسب الطين أو بالقرب منها، مما أدى إلى عدد من الكوارث البارزة.

• في عام 1702، دمر انهيار أرضي جميع آثار بلدة ساربسبورغ التي تعود للعصور الوسطى تقريبًا في ما يُعرف الآن بمقاطعة أوستفولد في النرويج . ولقي 15 شخصًا و200 حيوان حتفهم.

• في 19 مايو 1893، تسبب انهيار أرضي في بلدية فيردال بالنرويج في مقتل 116 شخصًا وتدمير 105 مزارع. وقد خلف حفرة قطرها عدة كيلومترات.

• وقع أكثر الانهيارات الأرضية كارثية التي أثرت على أمريكا الشمالية في عام 1908، عندما تسبب انزلاق في نهر دو ليفر المتجمد في دفع موجة من المياه المليئة بالجليد إلى نوتردام دي لا ساليت ، كيبيك ، مما أدى إلى فقدان 33 روحًا وتدمير 12 منزلًا.

• في عام 1955، تسبب انهيار أرضي في أضرار بلغت قيمتها 10 ملايين دولار في جزء من وسط مدينة نيكوليه ، كيبيك. ^{[ 4 ]}

• في عام 1957، وقع انهيار أرضي كبير من الطين السريع في ليلا إيديت ، على ضفاف نهر غوتا ، جنوب غرب السويد . انزلق جزء كبير من مصنع إلى النهر، مما أدى إلى انخفاض عرضه بمقدار ثلاثين متراً. وتسببت كتلة التربة المتدفقة إلى النهر في موجة بارتفاع ستة أمتار تقريباً. ^{[ 7 ]}

• في 27 مارس 1964، تعرضت أجزاء من مدينة أنكوريج بولاية ألاسكا، المبنية على منحدرات رملية فوق طين " بوتليجر كوف " بالقرب من خليج كوك ، ولا سيما حي تيرناجين، لأضرار ناجمة عن انهيار أرضي خلال زلزال ألاسكا عام 1964. فقد الحي 75 منزلاً في الانهيار الأرضي، وتحولت المنطقة المدمرة منذ ذلك الحين إلى حديقة الزلزال .

• في 4 مايو/أيار 1971، لقي 31 شخصًا حتفهم عندما ابتلع انهيار أرضي تراجعي 40 منزلًا في سان جان فياني، كيبيك ، ^{[ 8 ]} مما أدى إلى نقل سكان البلدة بأكملها بعد أن أعلنت الحكومة المنطقة غير صالحة للسكن بسبب وجود طين ليدا. وساهمت حادثة سان جان فياني في هجر بلدة ليميو، أونتاريو ، عام 1991، بعد أن أظهرت دراسة أجريت عام 1989 أنها تقع أيضًا على نفس نوع الطين على طول نهر ساوث نيشن . وفي عام 1993، تأكدت هذه النتائج عندما ابتلع انهيار أرضي ضخم مساحته 17 هكتارًا الشارع الرئيسي المهجور للبلدة . ^{[ 9 ]}

• في 30 نوفمبر 1977، تسبب انهيار أرضي في منطقة توف في غرب السويد في مقتل 9 أشخاص وتدمير 67 منزلاً.

• تسبب تدفق طيني سريع آخر شهير في بلدية ريسا بالنرويج عام 1978 في تسييل حوالي 33 هكتارًا (82 فدانًا) من الأراضي الزراعية وتدفقها إلى بحيرة بوتن خلال ساعات قليلة، مما أسفر عن وفاة شخص واحد. وقد وثّق سكان المنطقة انهيار ريسا بشكل جيد، وتم إنتاج فيلم وثائقي عنه عام 1981. ^{[ 10 ]} ويحتفظ المعهد النرويجي للجيوتقنية بالنسخة الرسمية من هذا الفيلم الوثائقي .

• في 11 مايو/أيار 2010، أودى انهيار أرضي سريع الحركة بحياة عائلة تقطن في سان جود ، كيبيك ، عندما انهار فجأةً جزء من الأرض التي بُني عليها منزلهم باتجاه نهر سالفيل. كان الانهيار مفاجئًا لدرجة أن أفراد العائلة لقوا حتفهم في أماكنهم؛ إذ كانوا يشاهدون مباراة هوكي الجليد على التلفاز. ^{[ 11 ]} تسبب الانهيار في تدمير جزء من طريق ريفي استغرق ترميمه عامًا كاملًا. ^{[ 12 ]}

• في الثاني من فبراير/شباط 2015، تسبب انهيار أرضي في انهيار أحد أعمدة جسر سكجيستاد في جنوب شرق النرويج . وكان سبب الانهيار الأرضي أعمال حفر قريبة .

• في 3 يونيو 2020، جرفت انهيارات أرضية ثمانية مبانٍ إلى البحر في كراكنيسيت ببلدية ألتا في النرويج . وقد وثّق أحد السكان الانهيار بتصويره. ولم تقع أي إصابات، وتم إنقاذ كلب من البحر. ^{[ 13 ]}

• في 30 ديسمبر/كانون الأول 2020، جرفت انهيارات أرضية جزءًا من منطقة سكنية في قرية آسك التابعة لبلدية جيردروم في النرويج ، على بُعد حوالي 25 كيلومترًا (16 ميلًا) شمال شرق العاصمة أوسلو . ^{[ 14 ]} وقد تسببت هذه الانهيارات الطينية السريعة ، التي امتدت على مساحة 300 × 700 متر (980 قدمًا × 2300 قدمًا)، في تدمير العديد من المنازل ومقتل 10 أشخاص. ^{[ 15 ] [ 14 ]}    

• في 23 سبتمبر 2023، بالقرب من بلدة ستينونغسوند في السويد، تأثرت مساحة تبلغ حوالي 15 هكتارًا (37 فدانًا) بانهيار طيني سريع، والذي تسبب من بين أمور أخرى في إلحاق الضرر بالطريق السريع E6 بين غوتنبرغ وأوسلو . ^{[ 16 ]}

• في 30 أغسطس/آب 2025، انهار الشاطئ الغربي لبحيرة نيسفاتنت ^{[ 17 ]} في بلدية ليفانجر ، بمقاطعة تروندلاغ، في النرويج. ^{[ 18 ]} وقد خلّف هذا الانهيار الأرضي، الذي يُرجّح أنه ناجم عن طين سريع الذوبان، ^{[ 19 ]} فجوة كبيرة في الطريق E6 الجديد، والطريق E6 القديم، وخط سكة حديد نوردلاندسبانين ^{[ 20 ]} ، بين آسن وليفانجر، على بُعد 63 كيلومترًا ( 39 ميلًا ) شمال شرق تروندهايم. ^{[ 21 ]} وأُبلغ عن فقدان عامل سكة حديد دنماركي ^{[ 22 ]} ، ويُرجّح أنه لقي حتفه في الانهيار الأرضي.

تُعدّ هذه الانهيارات الأرضية تراجعية ، أي أنها تبدأ عادةً من المياه ، وتتقدم صعودًا بسرعة بطيئة، على الرغم من أن طبقات الطين السريع العميقة بشكل خاص في المناطق المنحدرة قد تنهار بسرعة أكبر بكثير، أو على شكل كتل كبيرة جدًا يمكن أن تنزلق بسرعة كبيرة نظرًا لطبيعة الطين السائلة المضطربة. ومن المعروف أنها تخترق كيلومترات داخل اليابسة، وتلتهم كل شيء في طريقها. ^{[ 4 ]}

في العصر الحديث، تُجرى اختباراتٌ دوريةٌ على المناطق المعروفة بوجود رواسب طينية سريعة التفتت قبل أي مشروع تنموي بشري كبير. ولا يُمكن دائمًا تجنب البناء تمامًا على هذه المواقع، على الرغم من أن التقنيات الهندسية الحديثة قد توصلت إلى تدابير وقائية فنية يُمكن اتخاذها للحد من مخاطر الكوارث. فعلى سبيل المثال، عندما اضطر الطريق السريع 416 في أونتاريو إلى المرور عبر رواسب طينية سريعة التفتت بالقرب من نيبين ، استُخدمت مواد ردم أخف وزنًا، مثل البوليسترين، لطبقة الطريق، ووُضعت مصارف رأسية على طول المسار، وبُنيت جدران عازلة للمياه الجوفية أسفل الطريق للحد من تسرب المياه إلى الطين. ^{[ 23 ]}

• كيمياء الطين
• تفاعل الطين مع الماء
• ميكانيكا التربة في الحالة الحرجة
• نظرية DLVO ، نموذج لتجمع التشتتات المائية
• الإجهاد الفعال
• الطبقة المزدوجة الكهربائية (EDL)
• الجيوميكانيكا
• علم الواجهات والغرويات
• سائل غير نيوتوني
• الرمال المتحركة
• تأثير الفرز
• قوة القص (التربة)
• تأثير الحماية
• مبدأ تيرزاجي
• البحث والإنقاذ في المناطق الحضرية

• تحكي رواية "الانهيار الأرضي" للكاتب ديزموند باجلي ، الصادرة عام 1967 ، قصة انهيار أرضي سريع في كندا. وقد تم تحويل الرواية أيضاً إلى فيلم تلفزيوني يحمل نفس الاسم عام 1992 ، من إخراج جان كلود لورد وبطولة أنتوني إدواردز .

• انهيار أرضي في ريسا ، من جامعة واشنطن: ملخص قصير مع رابط لمقاطع فيديو