Remote sensing as a tool for assessing landslide impacts on coastal waters at Porchat Island (SE Brazil)

نادرًا ما تكون المياه الساحلية تلك المرايا الهادئة والصافية التي تُرى غالبًا في البطاقات البريدية؛ فهي أنظمة حيوية وديناميكية حيث تتبادل اليابسة والبحر المواد باستمرار. فعندما تسقط الأمطار على مدينة مبنية على تلال شديدة الانحدار، تتدفق المياه من الأرصفة، وتلتقط التربة والحطام قبل أن تصب في المحيط. هذا التدفق من الرواسب يغير لون الماء ووضوحه، وهي عملية تُعرف باسم العكارة. وفي النظم البيئية الصحية، تكون هذه التغييرات معتادة أن تكون تدريجية، ولكن عندما يحدث انزلاق أرضي، يمكن أن يكون التحول مفاجئًا وهائلًا، حيث يلقي بأطنان من الأرض في البحر في لحظة واحدة. لطالًا ما عرف العلماء أن مثل هذه الأحداث تقع، لكن تتبعها أمر صعب. تتطلب الطرق التقليدية من الباحثين الخروج بالقوارب وجمع عينات المياه، وهي عملية بطيئة غالبًا ما تفوت ذروة الحدث. ومع ذلك، توفر الأقمار الصناعية التي تدور في المدار اليوم منظورًا مختلفًا، حيث تلتقط صورًا عالية الدقة لسطح الأرض كل بضعة أيام أو حتى كل يوم، مما يسمح لنا بمراقبة هذه السحب تحت المائية وهي تتشكل وتنتشر وتتلاشى في وقت يقارب الوقت الفعلي.

في 29 أبريل 2025، تجلى مثال دراماتيكي لهذا التفاعل في جزيرة بورشات، وهي منطقة مكتظة بالسكان على ساحل ساو باولو، البرازيل. حيث انفجر خط أنابيب مياه تابع لشركة الصرف الصحي في الولاية، مما أدى إلى إطلاق حجم هائل من المياه على منحدر شديد الانحدار وغير مستقر. تسببت قوة المياه في حدوث انزلاق أرضي، مما أدى إلى إزاحة ما يقدر بنحو 860,000 متر مكعب من التربة والصخور والغطاء النباتي. لم تبقَ هذه الحطام في اليابسة؛ بل انزلقت إلى المياه الساحلية المجاورة، مما خلق سحابة مرئية من الرواسب انتشرت عبر الخليج. ولفهم كيف غير هذا الحدث المحيط بدقة، لجأ الباحثون إلى صور الأقمار الصناعية، باستخدام نوعين مختلفين من المستشعرات لمراقبة المياه قبل الانفجار وبعده. كان هدفهم هو قير مدى عكورة المياه، ومدى عمق اختراق الضوء لها، وكيفية تحرك الرواسب استجابة للرياح والأمواج.

استخدم الفريق بيانات من نظامين للأقمار الصناعية: "سنتينل-2" (Sentinel-2)، الذي يوفر صورًا تفصيلية كل خمسة أيام، و"بلانيت سكوب" (PlanetScope)، الذي يقدم رؤية يومية لنفس الموقع بتفاصيل أدق. ومن خلال معالجة هذه الصور باستخدام برامج متخصصة مصممة لتصحيح التداخل الجوي، تمكن العلماء من حساب تركيز المواد العالقة في الماء. قبل الانزلاق الأرضي، في 15 أبريل، كانت المياه بالقرب من الجزيرة تحتوي على متوسط 11.15 جرام من المواد العالقة لكل متر مكعب. وبعد الحدث، في 2 مايو، تضاعف هذا الرقم تقريبًا ليصل إلى 21.09 جرام لكل متر مكعب. كما أصبحت المياه أقل شفافية بشكل ملحوظ؛ إذ انخفض العمق الذي يمكن عنده رؤية قرص أبيض قياسي، يُعرف باسم قرص "سيكي" (Secchi disk)، من 2.01 متر إلى 1.12 متر فقط. كانت هذه التغييرات أكثر حدة مباشرة بجانب الجزيرة، بينما شهدت الخلجان المجاورة تحولات أصغر بكثير، مما أكد أن الانزلاق الأرضي كان المصدر الرئيسي للاضطراب.

كانت واحدة من أكثر جوانب هذه الدراسة قيمة هي القدرة على تتبع حركة سحابة الرواسب بمرور الوقت، وهو إنجاز جعلته الصور اليومية من قمر "بلانيت سكوب" الصناعي ممكنًا. في 30 أبريل، وهو اليوم التالي للانفجار، غطت سحابة الرواسب مساحة 7.50 كيلومتر مربع، وهي مساحة شاسعة من المياه العكرة المنتشرة من الجزيرة. ومع ذلك، لم تظل السحابة كبيرة لفترة طويلة؛ فبحلول 2 مايو، تقلصت المنطقة المتأثرة إلى 2.02 كيلومتر مربع. وبحلول 4 مايو، لم تعد السحابة مرئية في صور الأقمار الصناعية. لم يكن هذا الاختفاء السريع بسبب تلاشي الرواسب، بل بسبب القوى الطبيعية للمحيط. خلال هذه الفترة، كانت الرياح والأمواج ضعيفة نسبيًا، وتحول اتجاه الأمواج، مما دفع الرواسب نحو مركز الخليج حيث قامت التيارات المحلية بتخفيف وتشتيت المواد. تشير الدراسة إلى أن طاقة المياه الطبيعية كانت كافية لخلط الرواسب مرة أخرى في المحيط الأوسع، مما أدى إلى تصفية سطح الرؤية في غضض أيام قليلة.

نظر الباحثون أيضًا في الصحة البيولوجية للمياه، وتحديدًا قياس الكلوروفيل-أ (chlorophyll-a)، وهو صبغة توجد في الطحالب وتشير إلى وجود حياة نباتية. ووجدوا أن مستويات هذه الصبغة تفاوتت من يوم لآخر، ولكن لم يكن هناك ارتفاع أو انخفاض واضح يمكن عزوه مباشرة إلى الانزلاق الأرضي. أظهرت البيانات أن سحابة الرواسب لم تسبب فورًا ازدهارًا هائلًا للطحالب أو موتًا مفاجئًا لها، رغم أن العلماء لاحظوا أن وجود الكثير من الطين يمكن أن يتداخل أحيانًا مع قدرة القمر الصناعي على قياس الطحالب بدقة. وبدون عينات مياه مباشرة لتأكيد ما كان يحدث تحت السطح، لم يستطع الفريق سوى تفسير بيانات الأقلة الصناعية كتغيرات نسبية وليس كحقائق مطلقة. كما أشاروا إلى أن الأمطار الغزيرة في الأيام التي سبقت الانزلاق الأرضي ربما أدت بالفعل إلى تشبع التربة، مما جعل الأرض غير مستقرة حتى قبل انفجار الأنبوب، وأن الصور الأولية الملتقطة في 30 أبريل كانت محجوبة جزئيًا بالسحب، مما قد يكون أدى إلى تشويه طفيف في قياسات حجم السحابة.

يسلط هذا الحدث الضوء على فجوة حرجة في كيفية مراقبة البيئات الساحلية. فبرامج المراقبة التقليدية غالبًا ما تعتمد على زيارات مجدولة قد تفوت كارثة مفاجئة تمامًا. في هذه الحالة، كان الانزلاق الأرضي نتيجة مباشرة لفشل البنية التحتية الحضرية بالتفاعل مع المخاطر الجيولوجية الطبيعية، وهو مزيج أصبح أكثر شيوعًا في المدن الساحلية. وتوضح الدراسة أن الاستشعار عن بعد عالي الدقة يمكن أن يعمل كأداة استجابة سريعة، مما يسم يتي للسلطات معرفة مكان الضرر بالضبط، ومدى انتشاره، ومدى سرعة زواله. وبينما عادت مياه السطح إلى مظهرها الطبيعي في غضون أسبوع، تحذر الدراسة من أن الرواسب من المرجح أن استقرت في قاع المحيط، حيث تظل آثارها طويلة المدى على قاع البحر والحياة البحرية غير معروفة. ويعد هذا العمل تذكيرًا قويًا بأنه بينما يمكن للأقمار الصناعية أن تخبرنا بالكثير عن سطح المحيط، فإن فهم القصة الكاملة لكارثة ساحلية يتطلب غالبًا دمج هذه الرؤى عالية التقنية مع التحقيقات الميدانية على الأرض.