Bulan lalu, Presiden Donald Trump mengambil langkah-langkah untuk memperbaiki janji kampanye untuk mengubah pagar perbatasan Amerika Serikat yang ada menjadi tembok "besar, indah". Pada tanggal 25 Januari, Gedung Putih mengeluarkan Perintah Eksekutif yang mengumumkan penciptaan "penghalang fisik yang aman, bersebelahan, dan tidak dapat dilewati ... untuk mencegah imigrasi ilegal, perdagangan narkoba dan manusia, dan tindakan terorisme." Sekarang Kepabeanan dan Perlindungan Perbatasan AS— kantor yang ditugaskan untuk menegakkan peraturan perbatasan — berusaha keras untuk membuat keteraturan itu menjadi kenyataan konkret.
Pagar hari ini terdiri dari sekitar 650 mil segmen yang berbeda, terbuat dari kombinasi tiang dan rel baja, terpal logam, rantai penghubung, penghalang kendaraan beton, dan wire mesh. Untuk mengganti pagar itu dengan apa yang telah digambarkan sebagai struktur beton 20 hingga 50 kaki yang akan melintasi 1.000 dari sekitar 2.000 mil dari perbatasan AS dengan Meksiko tidak akan mudah. Selain berurusan dengan gugatan yang diusulkan Meksiko dan menavigasi kepemilikan pribadi sebagian besar tanah Texas, ada kekhawatiran lain yang sedikit dibahas secara rinci: geologi.
Dibandingkan dengan membangun istana marmer atau gereja tinggi, mendirikan tembok mungkin terlihat relatif mudah. Bukan itu. (Tanyakan saja kepada orang Cina, yang Tembok Besarnya membutuhkan 2.000 tahun untuk dibangun dan gagal mencegah penjajah.) Meskipun sebagian besar desain dinding cukup sederhana, pembangun harus beradaptasi dengan berbagai medan, jelas Gary Clendenin, ahli hidrogeologi senior di ICF. Perbatasan AS selatan saja berisi gurun, lahan basah, padang rumput, sungai, gunung, dan hutan — yang semuanya menciptakan masalah yang sangat berbeda untuk pembangun.
"Panjangnya hal ini menghadirkan tantangan yang biasanya tidak dilakukan dalam proyek konstruksi, " kata Clendenin.
Bisakah rintangan ini diatasi? Smithsonian.com bertanya kepada dua ilmuwan, ahli geofisika dan hidrogeologi, faktor-faktor geologi mana yang harus dipertimbangkan oleh para pembuat tembok itu jika mereka ingin melaksanakan proyek ambisius ini.
Sekitar 650 mil segmen pagar yang berbeda berdiri di sepanjang hampir 2.000 mil perbatasan antara AS dan Meksiko. Banyak segmen, seperti yang digambarkan di atas, masih memungkinkan beberapa komunikasi melintasi perbatasan. (Foto Brian Auer / Alamy Stock) Survei Situasi
Menara Pisa tidak pernah dimaksudkan untuk bersandar. Dibangun antara tahun 1173 dan 1370, struktur off-kilter diposisikan di atas sekitar 30 kaki sedimen sungai halus yang dilapis oleh lapisan tanah liat laut kuno. Tetapi ketika pembangun mengumpulkan berton-ton marmer, sedimen sungai tidak memadat secara merata. Jadi pada tahun 1178, ketika mereka selesai mengerjakan cerita ketiga, menara ini telah memperoleh kemiringan karakteristiknya.
Pemerintah Italia sejak itu menghabiskan jutaan dolar untuk memastikan tengara yang dicintai ini tidak roboh. Kegagalan struktural seperti itu berfungsi sebagai pengingat bahwa, sementara leluhur kita berhasil membangun banyak prestasi yang mengesankan, "mereka tidak harus tetap tegak, " dalam kata-kata ahli geofisika lapangan Mika McKinnon. Untuk menghindari masalah seperti saat ini, pembangun modern telah menambahkan langkah penting untuk proses konstruksi: survei. Meskipun memakan waktu, langkah ini sangat penting untuk memastikan bahwa struktur yang dihasilkan dapat tetap berdiri di atas terra firma selama bertahun-tahun yang akan datang.
Sebelum satu bata diletakkan, tim ilmuwan berkumpul di tempat kejadian untuk menyelidiki litani detail, dari kedalaman batuan dasar hingga kimia tanah. Dalam kasus dinding perbatasan, mereka harus melintasi seluruh panjang jalan yang diusulkan, bekerja di segmen-segmen untuk mengevaluasi wilayah, mengumpulkan data, mengembangkan rencana. (Kebutuhan ini membuat proses mendirikan tembok — terutama yang membentang ribuan mil — lebih menantang daripada membangun, katakanlah, gedung pencakar langit bertingkat 95).
“Sejujurnya, itu akan memakan waktu bertahun-tahun untuk dilakukan, ” kata Clendenin, yang berspesialisasi dalam proyek linier seperti kereta api dan jalan. McKinnon setuju. Satu proyek yang dikerjakannya, jalur pipa sepanjang tiga mil, sekarang merupakan survei lapangan tahun ke lima.
Namun perintah Trump tampaknya hanya memberikan enam bulan untuk semua upaya survei dan perencanaan. Dalam daftar panjang langkah-langkah yang diperlukan, perintah eksekutifnya menyatakan:
“Menghasilkan studi komprehensif tentang keamanan perbatasan selatan, yang akan selesai dalam 180 hari dari pesanan ini, yang akan mencakup keadaan keamanan perbatasan selatan saat ini, semua aspek geofisika dan topografi perbatasan selatan, ketersediaan Federal dan Negara sumber daya yang diperlukan untuk mencapai kontrol operasional lengkap dari perbatasan selatan, dan strategi untuk mendapatkan dan mempertahankan kontrol operasional lengkap dari perbatasan selatan. "
Ketika dihubungi oleh Smithsonian.com, agen Pabean dan Perlindungan Perbatasan menolak untuk mengomentari garis waktu saat ini untuk dinding, mengatakan dalam email bahwa "akan spekulatif untuk menjawab pertanyaan yang Anda tanyakan pada titik ini." Tetapi menurut Kepada ilmuwan Smithsonian.com berbicara, itu tidak akan naik dalam waktu dekat.
...
Mulai ke Bedrock
Kota prasejarah Petra berdiri sebagai contoh utama dari tinjauan ke masa lalu geologis kuno. Sekitar abad ke-4 SM, penduduk Petra mengukir dasar untuk kota perdagangan yang dulu ramai ini langsung ke tebing batu pasir merah muda dan cokelat muda antara Laut Merah dan Laut Mati. Meskipun angin dan hujan mengancam akan mengikis struktur dari atas ke bawah, perusahaannya kokoh di atas batuan dasar — batuan padat yang terletak di bawah lapisan longgar bumi — telah membuat struktur ini berdiri tegak selama ribuan tahun.
Pendaratan di batuan dasar seperti itu adalah fitur kunci ketika membangun megastruktur, kata McKinnon. Untuk sesuatu seluas dinding 1.000 mil yang berdiri di atas 20 kaki, pembangun perlu meletakkan seluruh benda di bawah permukaan ke batu yang mendasari jika mereka ingin tetap tegak.
Masalahnya adalah, sampai ke batuan dasar bisa menjadi doozy. Petak besar perbatasan menampilkan lapisan sedimen lepas yang besar dan kuat — tanah, tanah, pasir — terbentang di atas batuan dasar. Di beberapa daerah batuan dasar ratusan atau bahkan ribuan kaki di bawah. "Beberapa tempat fondasi akan terlalu dalam — Anda tidak akan pernah bisa mencapai fondasi dengan cara yang terjangkau, " kata McKinnon.
“Tidak apa-apa jika Anda ingin [membangun] rumah mungil karena Anda hanya membuatnya mengapung di atas fondasinya, ” tambahnya.
Tetapi jika Anda membangun megastruktur, "Anda memiliki masalah, " katanya.
Pagar perbatasan yang melewati Algodones Sand Dunes di California adalah konstruksi khusus untuk mengakomodasi lingkungan bukit pasir yang selalu berubah. Pos-pos sempit setinggi 15 kaki "mengambang" di atas pasir dan dapat dipindahkan secara vertikal saat bukit pasir bergeser. (Patroli Perbatasan Amerika Serikat, Departemen Keamanan Dalam Negeri) Itu tidak berarti bahwa membangun di atas pasir itu tidak mungkin. Tetapi untuk membangun struktur seperti itu dengan aman, ahli geofisika saat ini melakukan survei seismik yang ekstensif untuk menggambarkan apa yang ada di bawahnya. Untuk membuat gambar-gambar ini, mereka memasang deretan geofon seperti lonjakan, yang merupakan mikrofon 3D yang mendeteksi getaran kecil dari tanah, mengubahnya menjadi sinyal listrik. Kemudian mereka mengeluarkan suara besar, seringkali dengan memicu ledakan atau menggunakan beban berat untuk menggedor tanah. Geofon merekam hamburan dan pantulan getaran ke gambar struktur bawah tanah, dan mengatasi masalah yang mungkin ada di bawah permukaan.
McKinnon mengalami salah satu dari masalah ini secara langsung, selama pembangunan bendungan pembangkit listrik tenaga air yang seharusnya dibangun melintasi lembah yang membentang sekitar satu mil. Tim melakukan semua survei yang tepat di wilayah itu, dan menemukan bahwa di bawah dasar sungai mereka terbentang saluran kedua yang terkubur di tanah. "Jika kami tidak menemukannya dan kami mencoba membangun bendungan kami di seberang, maka air hanya akan mengikis saluran tua di bawahnya dan kami akan memiliki sungai di bawah bendungan kami, " katanya.
Ada dua opsi untuk mengatasi masalah sedimen seperti itu: padatkan sedimen dan tambahkan fondasi yang lebih dalam. Untuk dinding yang tingginya sekitar 20 kaki, fondasi harus memanjang enam hingga delapan kaki di bawah permukaan, kata Clendenin. Semua langkah ini mahal dan memakan waktu. Tetapi berhematlah pada salah satu dari mereka, dan "Anda mendapatkan situasi Menara Miring-Pisa-Anda, " kata McKinnon.
Tentu saja, banyak daerah modern tidak memiliki sumber daya ekonomi untuk melakukan survei dan pembangunan fondasi yang dalam. Kota-kota Campania, Italia, dibangun di atas sedimen lepas yang rawan tergelincir — situasi yang diperparah oleh penebangan vegetasi lokal dan konstruksi yang tidak diatur yang umumnya tidak memiliki fondasi yang memadai. Faktor-faktor ini membuat mereka rentan terhadap tingkah laku geologi wilayah mereka: Pada tahun 1998, ketika tanah longsor berdesir melewati kota, rumah-rumah ambruk di bawah beban dan pergerakan lumpur, meninggalkan setidaknya 95 orang mati.
...
Drama Kotoran
"Ada sesuatu yang tidak menyukai dinding / Itu mengirimkan gelombang beku di bawahnya, " dimulai puisi Robert Frost, "Mending Wall." Frost mungkin bukan surveyor geologis, tapi dia punya satu hal yang benar: Ketika datang ke dinding bangunan, pembengkakan tanah adalah sakit kepala utama. Itu sebabnya, setelah surveyor selesai menilai jenis batu dan tanah yang akan mereka bangun, mereka mulai mempelajari tanah.
Sedimen, terutama dalam bahan yang kaya akan tanah liat, dapat menyerap air, bengkak seperti spons di semangkuk air. Siklus pembengkakan dan penyusutan yang terjadi selama periode basah dan kering dapat merusak fondasi struktur. Dan jenis-jenis tanah ini umum di banyak negara bagian di mana dinding perbatasan akan dibangun, termasuk Texas dan bagian-bagian New Mexico. Faktanya, sekitar setengah dari rumah Amerika dibangun di atas tanah yang mengembang secara signifikan, dan hampir setengah dari mereka menderita kerusakan tahunan karena tanah, menurut Perkumpulan Insinyur Sipil Amerika.
Kotoran juga dapat memakan sistem pendukung dinding. Tanah yang secara alami bersifat asam atau memiliki kadar klorida tinggi dapat dengan cepat menurunkan logam yang kaya zat besi, kata McKinnon. Tanah-tanah ini bisa "merusak apa saja, katakanlah, balok logam besar yang bagus yang Anda pasang di sana untuk menstabilkan fondasi Anda, " katanya. Tanah lain memiliki jumlah sulfat yang tinggi, suatu senyawa yang ditemukan dalam mineral gipsum biasa yang memecah logam dan beton. Tanah yang kaya sulfat umum ditemukan di tanah Trans-Pecos di sepanjang perbatasan di lengan barat daya Texas.
Pemeliharaan struktur yang panjang seperti itu menantang. Dan bahkan jika dinding seperti itu dapat didirikan, ukuran anggaran yang diperlukan untuk membuatnya tetap berdiri tidak jelas. (Foto Kevin Foy / Alamy Stock) "Anda akan menemukan ratusan, jika tidak ribuan, dari berbagai jenis tanah di sepanjang jalur linear, " kata Clendenin. (Faktanya, ada lebih dari 1.300 jenis tanah di Texas saja.) Dan banyak dari tanah itu tidak akan menjadi tipe yang tepat untuk dibangun di atasnya. Pada saat itu, calon pembangun tembok memiliki dua opsi: Habiskan lebih banyak waktu dan uang untuk menggali tanah yang ada dan menggantinya dengan tanah yang lebih baik — atau hindari wilayah itu sama sekali.
Satu hal yang tidak selalu bisa mereka hindari adalah wilayah yang berisiko gempa dan banjir. Sungai mengalir di sepanjang bagian yang cukup besar dari perbatasan AS-Meksiko, yang dapat menciptakan bahaya banjir yang sangat nyata. Bangunan yang berdekatan dengan sungai juga dapat menghadirkan masalah hukum yang tidak terduga: Perjanjian tahun 1970 mengharuskan pagar dibuat kembali dari sungai Rio Grande, yang menggambarkan batas Texas-Meksiko. Karena itu, pagar saat ini memotong properti pemilik tanah Texas dan memiliki celah untuk memungkinkan pemilik tanah lewat.
Gempa bumi juga relatif umum di AS barat. Tergantung pada bangunannya, beberapa dari getaran ini dapat menyebabkan keretakan atau keretakan di dinding, kata McKinnon. Salah satu contoh adalah gempa berkekuatan 7, 2 yang melanda pada tahun 2010 di dekat California-Mexico Border, menurut Austin Elliott, seorang mahasiswa pascadoktoral di Universitas Oxford yang penelitiannya berfokus pada sejarah gempa bumi. "Jika ada tembok di El Centinela [sebuah gunung di utara Meksiko] itu akan diimbangi, " tulis Elliott di Twitter.
...
Bahkan jika semua survei yang tepat selesai dan kotak dicentang, kesuksesan tidak dijamin. "Ada begitu banyak hal yang harus dilakukan sebelum Anda bahkan menyekop kotoran pertama, " kata Clendenin.
Terlepas dari semua alat survei modern kami dan perencanaan yang cermat, bumi masih akan mengejutkan Anda, tambah McKinnon. "Bagian ini yang Anda pikir membosankan dan sederhana dan mudah diprediksi sebenarnya sangat rumit, " katanya. “Lihatlah penggalian besar-besaran untuk sistem kereta bawah tanah, setiap konstruksi jembatan utama, setiap kompleks menara besar; mereka semua memiliki survei yang intens sebelumnya, fase desain yang luas, dan masih harus memodifikasi sambil membangun. "
Setelah pengumuman Perintah Eksekutif Trump, McKinnon mengambil ke Twitter untuk meninggalkan pengingat firasat konsekuensi dari meremehkan Bumi. "Bumi tidak memaafkan ceroboh, " tulisnya. Dia menambahkan dalam sebuah wawancara: "Abaikan geologi atas risiko Anda."
