بهمن های تخته ای شبیه زمین لرزه های امتداد لغز هستند

محققان در سوئیس و ایالات متحده به بینش های جدیدی در مورد چگونگی شروع بهمن های تخته ای در دامنه کوه های برفی دست یافته اند که پیش بینی های دو نظریه رقیب را با هم تطبیق می دهد. به رهبری یوهان گاوم در École Polytechnique Fédérale de Lozanne (EPFL)، این تیم از محاسبات، شبیه‌سازی‌های کامپیوتری و مشاهدات از بهمن‌های دال واقعی استفاده کرد تا نشان دهد که شکاف‌های مسئول بارش برف توسط مکانیسم‌هایی شبیه به آنچه در زمین‌لرزه‌های امتداد لغز مشاهده می‌شود، ایجاد می‌شوند. نتیجه می تواند پیش بینی زمان و مکان تشکیل بهمن را آسان تر کند.

بهمن‌ها می‌توانند توسط مکانیسم‌های مختلفی ایجاد شوند که بسیاری از آنها به شرایط خاصی مانند برف شل، مرطوب یا پودری وابسته هستند. در بهمن‌های تخته‌ای، شکست مکانیکی در لایه‌های ضعیف و بسیار متخلخل برف که در زیر لایه‌های تازه و منسجم‌تر مدفون شده‌اند، آغاز می‌شود.

در دامنه های تند کوه، وزن این برف جدیدتر می تواند بر اصطکاک بین دو لایه غلبه کند. هنگامی که این اتفاق می افتد، شکستگی های گسترده در لایه بالایی ایجاد می شود و در امتداد دامنه کوه با سرعت بیش از 150 متر بر ثانیه منتشر می شود - که باعث می شود صفحات برف منسجم سر بخورد و جدا شود.

نظریه ها و مکانیسم های رقابتی

دانشمندان دو نظریه رقیب در مورد ماهیت این مکانیسم انتشار ایجاد کرده اند. اولین نشان می دهد که لایه ضعیف برف تحت تنش برشی ایجاد شده توسط لایه بالایی از بین می رود. دومی استدلال می کند که فروریختن ساختار متخلخل لایه زیرین مقصر اصلی است.

اگرچه به نظر می‌رسد آزمایش‌های مقیاس کوچک اولین مکانیسم را تأیید می‌کنند، ترک‌هایی که در این مطالعات قبلی ظاهر شدند بسیار کندتر از بهمن‌های دال واقعی منتشر شدند. بر اساس این شواهد، تیم گاوم پیشنهاد می‌کند که هیچ یک از مکانیسم‌ها به تنهایی مسئولیت ندارند: در عوض، لایه‌های برف در حال تغییر از یک مکانیسم به مکانیسم دیگر تغییر می‌کنند.

برای آزمایش نظریه خود، محققان یک شبیه‌سازی در مقیاس بزرگ از دو لایه ساختند و انتشار ترک‌ها در لایه بالایی را در طول انتقال بین دو مکانیسم مدل‌سازی کردند. آنها سپس سرعت انتشار اندازه‌گیری شده خود را با سرعت‌های مشاهده شده در فیلم‌های ضبط شده از بهمن‌های دال واقعی مقایسه کردند.

در دقیق‌ترین شبیه‌سازی‌های خود، این تیم دریافتند که همانطور که توسط نظریه دوم پیشنهاد می‌شود، با له شدن لایه زیرین متخلخل زیر وزن برف جدیدتر، ترک‌ها شروع به شکل‌گیری کردند. با این حال، همانطور که این اتفاق افتاد، تأثیر نیروی برشی بین لایه‌ها بیشتر شد و تشکیل ترک از طریق مکانیسم ترجیحی نظریه اول آغاز شد.

این ترک‌های ناشی از برش متعاقباً در امتداد شکستگی‌هایی که قبلاً توسط مکانیسم دوم ایجاد شده بودند منتشر می‌شوند و به آن‌ها اجازه می‌دهد خیلی سریع‌تر از زمانی که از طریق برف‌های ساختاری آسیب‌دیده منتشر می‌شوند، حرکت کنند. در شبیه‌سازی‌های این تیم، این انتشار از نزدیک از آنچه در بهمن‌های واقعی مشاهده می‌شد تقلید کرد.

Gaume و همکارانش می گویند که بینش در مطالعه آنها، که در منتشر شده است طبیعت, می تواند به بهبود دقت سیستم های پیش بینی بهمن کمک کند و جوامع کوهستانی و استراحتگاه های اسکی را قادر می سازد تا خطرات ناشی از آنها را بهتر ارزیابی کنند. مکانیسم هایی که آنها کشف کرده اند نیز شباهت های قابل توجهی با زمین لرزه های امتداد لغز دارند - به این معنی که تحقیقات بیشتر می تواند بینش های مهم مشابهی را برای زلزله شناسان فراهم کند.