Development of a Regional Landslide Forecast Model for Slowly Moving Landslides in the Western Canada Sedimentary Basin

महान पृथ्वी का दबाव: ज़मीन क्यों हिलती है और हम इसकी भविष्यवाणी कैसे कर सकते हैं

कल्पना कीजिए कि हमारे पैरों के नीचे की ज़मीन पत्थर की तरह ठोस नहीं, बल्कि एक विशाल, धीमी गति वाले स्पंज की तरह है। दुनिया के कुछ हिस्सों में, विशेष रूप से पश्चिमी कनाडा सेडिमेंटरी बेसिन के नीचे, यह "स्पंज" प्राचीन मिट्टी और नरम चट्टानों की परतों से बना है जिसे हज़ारों वर्षों तक ग्लेशियरों ने दबाया है। समय के साथ, ये परतें बहुत धीरे-धीरे ढलान की ओर खिसकने लगी हैं, जैसे कीचड़ से बना कोई ग्लेशियर। ये वे डरावनी, तत्काल होने वाली भूस्खलन की घटनाएं नहीं हैं जो फिल्मों में सेकंडों में नीचे गिरती हैं; ये "गहरे-स्तर के भूस्खलन" (डीप-सीटेड लैंडस्लाइड्स - DSLs) हैं। ये इतनी धीमी गति से चलते हैं कि आप सालों तक शायद ही ध्यान दें, लेकिन ये निरंतर चलते रहते हैं।

हमें इसकी चिंता क्यों करनी चाहिए? क्योंकि यह धीमी गति का दबाव ठीक वहीं हो रहा है जहाँ हमारी आधुनिक दुनिया बसी हुई है। पाइपलाइन, सड़कें और बिजली की लाइनें इन्हीं खिसकते हुए ढलानों के ऊपर बनाई गई हैं। हालाँकि जो इंजीनियर इन्हें बनाते हैं वे जानते हैं कि ज़मीन थोड़ी हिल सकती है, लेकिन इसकी एक सीमा होती है। यदि ज़मीन बहुत अधिक या बहुत तेज़ी से हिलती है, तो पाइप टूट सकते हैं और सड़कें उखड़ सकती हैं, जिससे उन्हें ठीक करने में लाखों डॉलर का खर्च आता है। वैज्ञानिक एक बड़ा सवाल पूछ रहे हैं: क्या हम भविष्यवाणी कर सकते हैं कि ये धीमी गति से चलने वाले दैत्य कब तेज़ चलेंगे? यदि हमें पता चल जाए कि ज़मीन कब "गीली" और भारी होने वाली है, तो हम पाइपों के टूटने से पहले उन्हें ठीक कर सकते हैं, जिससे पैसा बचता है और लोग सुरक्षित रहते हैं। यह शोध पत्र ज़मीन के लिए एक 'क्रिस्टल बॉल' (भविष्य बताने वाला यंत्र) बनाने के बारे में है, जो बारिश और बर्फ के डेटा का उपयोग करके यह अनुमान लगाता है कि कब ज़मीन तेज़ी से खिसकना शुरू करेगी।

पृथ्वी का मौसम पूर्वानुमान: स्लाइडों को देखने का एक नया तरीका

BGC इंजीनियरिंग और यूनिवर्सिटी ऑफ अल्बर्टा के शोधकर्ताओं के नेतृत्व वाली इस टीम ने केवल अंदाज़ा लगाना बंद करने और मौसम तथा खिसकती ज़मीन के बीच के संबंध को मापने का निर्णय लिया। उन्होंने महसूस किया कि जिस तरह एक स्पंज पानी सोखने पर भारी और फिसलन भरा हो जाता है, वैसे ही ये गहरे भूस्खलनों की गति तब बढ़ जाती है जब मिट्टी गीली हो जाती है। लेकिन केवल आज होने वाली बारिश को देखने के बजाय, उन्हें मिट्टी की "याददाश्त" को समझने की ज़रूरत थी—कि पिछले साल, उससे पिछले साल मिट्टी कितनी गीली थी और वसंत ऋतु में बर्फ कैसे पिघली थी।

ऐसा करने के लिए, उन्होंने भारी मात्रा में डेटा एकत्र किया। उन्होंने पश्चिमी कनाडा में इन भूस्खलों के भीतर गहराई में दबे 500 से अधिक सेंसरों (जिन्हें स्लोप इनक्लिनोमीटर कहा जाता है) से 30 वर्षों से अधिक के गति रिकॉर्ड देखे। इन सेंसरों ने उन्हें बताया कि हर साल ज़मीन कितनी तेज़ी से चल रही थी। फिर, उन्होंने इस गति डेटा को पृथ्वी के मौसम के एक सुपर-कंप्यूटर मॉडल, ERA-5 के साथ जोड़ा। यह मॉडल 1950 से मिट्टी की नमी, बर्फ के पिघलने और बारिश की एक विशाल, वैश्विक डायरी की तरह काम करता है। "स्पंज" की गति को उसकी "पानी की डायरी" के साथ तुलना करके, टीम ने उस गुप्त नुस्खे को खोजने की कोशिश की जो भूस्खलन को तेज़ करता है।

चलती हुई पहाड़ी का नुस्खा

शोधकर्ताओं ने पाया कि मौसम के नुस्खे में तीन मुख्य सामग्रियां सबसे महत्वपूर्ण थीं जो यह भविष्यवाणी करने के लिए ज़रूरी थीं कि भूस्खलन कब सक्रिय होगा:

1. सीजन की शुरुआत में मिट्टी कितनी गीली थी: विशेष रूप से, फरवरी तक ज़मीन में गहराई में (लगभग 1 से 3 मीटर नीचे) कितना पानी था।
2. पिछले वर्ष का रुझान: क्या पिछले 12 महीनों में मिट्टी गीली हो रही थी या सूख रही थी?
3. सीजन के दौरान "कुल पानी" का प्रभाव: यह सबसे महत्वपूर्ण है। यह वह कुल पानी (बारिश और पिघलती बर्फ से) है जो भूस्खलन के सीजन (मार्च से अक्टूबर) के दौरान 90 दिनों की अवधि में ज़मीन पर पड़ता है।

इन तीन सामग्रियों का उपयोग करके, टीम ने एक नया टूल बनाया जिसे रीजनल लैंडस्लाइड एक्टिविटी इंडेक्स (RLAI) कहा जाता है। इस इंडेक्स को ज़मीन के लिए एक "ट्रैफिक लाइट" की तरह समझें, लेकिन केवल लाल, पीला और हरा होने के बजाय, इसमें चार स्तर हैं: कम (Low), सामान्य (Typical), उच्च (High), और बहुत उच्च (Very High) गतिविधि।

यह कैसे काम करता है: कंप्यूटर मौसम के डेटा को लेता है और एक स्कोर की गणना करता है जिसे रीजनल लैंडस्लाइड एक्टिविटी स्कोर (RLAS) कहा जाता है।

• यदि स्कोर कम (0.95 से कम) है, तो यह एक कम गतिविधि वाला वर्ष (Low Activity Year) है। अधिकांश भूस्खलन सो रहे होंगे या बहुत धीरे चल रहे होंगे, जैसे एक सुस्त कछुआ।
• यदि स्कोर 0.95 और 1.40 के बीच है, तो यह एक सामान्य गतिविधि वाला वर्ष (Typical Activity Year) है। कुछ भूस्खलन तेज़ हो सकते हैं, लेकिन अधिकांश अपना सामान्य धीमा नृत्य कर रहे हैं।
• यदि स्कोर 1.40 और 1.80 के बीच है, तो यह एक उच्च गतिविधि वाला वर्ष (High Activity Year) है। यह वह समय है जब ज़मीन बेचैन हो जाती है। मॉडल बताता है कि इस क्षेत्र के लगभग 71% भूस्खलन सामान्य से तेज़ चलने लगेंगे।
• यदि स्कोर 1.80 से ऊपर है, तो यह एक बहुत उच्च गतिविधि वाला वर्ष (Very High Activity Year) है। यह "रेड अलर्ट" ज़ोन है। मॉडल भविष्यवाणी करता है कि लगभग सभी भूस्खलन सामान्य से बहुत तेज़ चलेंगे, जैसे लोगों की भीड़ अचानक दौड़ने लगे।

क्रिस्टल बॉल का परीक्षण

टीम ने केवल नियम नहीं बनाए; उन्होंने इतिहास के विरुद्ध इनका परीक्षण किया। उन्होंने उन विशिष्ट वर्षों को देखा जब भूस्खलन के कारण वास्तविक समस्याएँ पैदा हुई थीं, जैसे कि 2017, 2020 और 2021 की बड़ी त्वरण (acceleration) की घटनाएँ। उन्होंने अपने मॉडल को पीछे की ओर चलाया (एक प्रक्रिया जिसे "हिंडकास्टिंग" कहा जाता है) यह देखने के लिए कि क्या इसने उन संकट के समयों की भविष्यवाणी की होती।

परिणाम उत्साहजनक थे। उदाहरण के लिए, 1997 और 1998 में, मॉडल ने ज़मीन के वास्तव में तेज़ चलने से पहले ही एक "बहुत उच्च गतिविधि" वाले वर्ष की सही भविष्यवाणी की थी। 2020 में, मॉडल ने चेतावनी दी थी कि बहुत बड़ा हिस्सा भूस्खलन तेज़ हो जाएगा, और बिल्कुल ऐसा ही हुआ। लेखक नोट करते हैं कि हालांकि मॉडल एकदम सटीक नहीं है—कभी-कभी इसने एक "सामान्य" वर्ष को "उच्च" वर्ष के रूप में भी बताया—लेकिन यह बड़ी घटनाओं को पकड़ने में शायद ही कभी चूकता है। यह बड़ी जोखिमों को मिस करने के बजाय उन्हें पकड़ने में बहुत बेहतर है।

आगे की राह: 2026 का पूर्वानुमान

शोध पत्र अपने नए सिस्टम के पहले वास्तविक दुनिया के परीक्षण को दिखाकर समाप्त होता है: 2026 के भूस्खलन सीजन के लिए एक पूर्वानुमान। चूंकि वे भविष्य में कितनी बारिश होगी, यह नहीं जान सकते, इसलिए उन्होंने एक सांख्यिकीय तकनीक का उपयोग किया। उन्होंने 75 वर्षों के मौसम के इतिहास के आधार पर हजारों कंप्यूटर सिमुलेशन (जिन्हें मोंटे कार्लो सिमुलेशन कहा जाता है) चलाए ताकि संभावित परिणामों की सीमा का अनुमान लगाया जा सके।

इसका परिणाम मानचित्रों का एक सेट है जो इस बात की संभावना (probability) दिखाते हैं कि ज़मीन कितनी तेज़ी से हिलेगी। मार्च 2026 में, उन्होंने एक मानचित्र जारी किया जो "95वें पर्सेंटाइल" भविष्यवाणी दिखाता है—मूलतः, सबसे खराब स्थिति जो अभी भी होने की संभावना है। जैसे-जैसे सीजन आगे बढ़ता है और वास्तविक बारिश का डेटा आता है, अनिश्चितता कम होती जाती है और पूर्वानुमान अधिक सटीक होता जाता है। सीजन के अंत तक, उन्हें पता चल जाएगा कि वह वर्ष वास्तव में कितना सक्रिय था।

आगे क्या?

लेखक उत्साहित हैं, लेकिन वे जानते हैं कि यह तो बस शुरुआत है। वर्तमान में, मॉडल लगभग 641 विशिष्ट स्थानों के डेटा पर निर्भर है। लेकिन वे इसे और बेहतर बनाने की योजना बना रहे हैं। वे नए सेंसरों से डेटा जोड़ रहे हैं जो हर कुछ घंटों में गति को मापते हैं, और वे 2025 में लॉन्च होने वाले एक नए उपग्रह (NISAR) का इंतज़ार कर रहे हैं। यह उपग्रह अंतरिक्ष से ज़मीन की गति को "देख" सकेगा, यहाँ तक कि उन जगहों पर भी जहाँ ज़मीन पर कोई सेंसर नहीं है।

यह शोध पत्र स्पष्ट करता है कि यह कोई जादू की छड़ी नहीं है जो भूस्खलन को रोक देगी। ज़मीन चलती रहेगी। लेकिन पाइपलाइन और सड़क मालिकों को यह बताने का एक बेहतर तरीका देकर कि कब ज़मीन बेचैन होगी, वे चीज़ों के टूटने से पहले उन्हें ठीक कर सकते हैं। यह एक अचानक आने वाली आपदा को एक नियोजित रखरखाव कार्य में बदलने के बारे में है, जिससे लाखों डॉलर बचाए जा सकते हैं और बुनियादी ढांचे को सुरक्षित रखा जा सकता है। लेखकों का सुझाव है कि अधिक डेटा और बेहतर मॉडल के साथ, वे अंततः यह भविष्यवाणी करने में सक्षम हो सकते हैं कि एक विशिष्ट भूस्खलन कहाँ तेज़ होगा, न कि केवल यह कि पूरा क्षेत्र गीला हो रहा है। फिलहाल के लिए, यह नया "ज़मीन का मौसम पूर्वानुमान" हमारे पैरों के नीचे के इन धीमी और चालाक विशालों को समझने की दिशा में एक बड़ा कदम है।