Forskere i Schweiz og USA har fået ny indsigt i, hvordan laviner begynder på sneklædte bjergsider, hvilket forener forudsigelserne fra to konkurrerende teorier. Ledet af Johan Gaume ved École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) brugte holdet beregninger, computersimuleringer og observationer fra rigtige pladelaviner til at vise, at de revner, der er ansvarlige for den faldende sne, er dannet af mekanismer, der ligner dem, der findes i jordskælv. Resultatet kan gøre det lettere at forudsige, hvornår og hvor laviner vil dannes.
Laviner kan udløses af en række mulige mekanismer, hvoraf mange er afhængige af specifikke forhold såsom løs, våd eller pudderagtig sne. I pladelaviner begynder mekanisk svigt i svage, meget porøse lag af sne, der er blevet begravet under friske, mere sammenhængende lag.
På stejle bjergskråninger kan vægten af denne nyere sne overvinde friktionen mellem de to lag. Når dette sker, dannes brede sprækker i det øverste lag og forplanter sig langs bjergsiden med hastigheder på over 150 m/s - hvilket får plader af sammenhængende sne til at glide og bryde væk.
Konkurrerende teorier og mekanismer
Forskere har udviklet to konkurrerende teorier om arten af denne frigivelsesmekanisme. Det første tyder på, at det svage snelag svigter under den forskydningsspænding, som det øverste lag giver. Den anden hævder, at et sammenbrud i den porøse struktur af det nederste lag er hovedsynderen.
Selvom småskalaforsøg ser ud til at validere den første mekanisme, forplantede de revner, der dukkede op i disse tidligere undersøgelser, sig langt langsommere, end det var tilfældet i rigtige pladelaviner. Baseret på disse beviser foreslår Gaumes team, at ingen af mekanismerne bærer det fulde ansvar: snarere gennemgår de skiftende snelag en overgang fra den ene mekanisme til den anden.
For at teste deres teori konstruerede forskerne en storstilet simulering af de to lag og modellerede udbredelsen af revner i det øverste lag under en overgang mellem de to mekanismer. Derefter sammenlignede de deres målte udbredelseshastigheder med dem, der blev observeret i videooptagelser af rigtige pladelaviner.
I deres mest nøjagtige simuleringer fandt holdet, at der begyndte at dannes revner, da det porøse nederste lag blev knust under vægten af nyere sne, som foreslået af den anden teori. Da dette skete, tog påvirkningen af forskydningskraften mellem lagene imidlertid over, hvilket igangsatte revnedannelse via den første teoris foretrukne mekanisme.
Is-lavine kommer ind i laboratoriet
Disse forskydningsinducerede revner forplantede sig efterfølgende langs brud, der allerede var dannet af den anden mekanisme, hvilket tillod dem at rejse langt hurtigere, end hvis de forplantede sig gennem strukturelt ubeskadiget sne. I holdets simuleringer efterlignede disse udbredelser tæt dem, der blev observeret i rigtige laviner.
Gaume og kolleger siger, at indsigterne i deres undersøgelse, som er publiceret i Natur, kunne bidrage til at forbedre nøjagtigheden af lavineforudsigelsessystemer, hvilket gør det muligt for bjergsamfund og skisportssteder bedre at vurdere de risici, de udgør. De mekanismer, de har afsløret, har også slående ligheder med jordskælv, hvilket betyder, at yderligere forskning kan give tilsvarende vigtig indsigt for seismologer.
