Sveitsiläiset ja yhdysvaltalaiset tutkijat ovat saaneet uusia näkemyksiä siitä, kuinka laattalumivyöryt alkavat lumisilla vuorenrinteillä, ja sovittavat yhteen kahden kilpailevan teorian ennusteet. Johdolla Johan Gaume École Polytechnique Fédérale de Lausannessa (EPFL) työryhmä käytti laskelmia, tietokonesimulaatioita ja havaintoja todellisista laattavyöryistä osoittaakseen, että lumen putoamisesta vastuussa olevat halkeamat muodostuvat samanlaisista mekanismeista kuin iskujen maanjäristyksistä. Tuloksena voisi olla helpompi ennustaa, milloin ja missä lumivyöryt muodostuvat.
Lumivyöryt voivat laukaista useat mahdolliset mekanismit, joista monet ovat riippuvaisia erityisistä olosuhteista, kuten löysä, märkä tai jauhemainen lumi. Laatan lumivyöryissä mekaaninen vika alkaa heikoista, erittäin huokoisista lumikerroksista, jotka ovat hautautuneet tuoreiden, yhtenäisempien kerrosten alle.
Jyrkillä vuorenrinteillä tämän uudemman lumen paino voi voittaa kahden kerroksen välisen kitkan. Kun näin tapahtuu, ylempään kerrokseen muodostuu leveitä murtumia, jotka etenevät vuorenrinnettä pitkin yli 150 m/s nopeuksilla, jolloin lumilaatat liukuvat ja irtoavat.
Kilpailevia teorioita ja mekanismeja
Tutkijat ovat kehittäneet kaksi kilpailevaa teoriaa tämän vapautumismekanismin luonteesta. Ensimmäinen viittaa siihen, että heikko lumikerros pettää ylemmän kerroksen aiheuttaman leikkausjännityksen alaisena. Toinen väittää, että alemman kerroksen huokoisen rakenteen romahtaminen on pääsyyllinen.
Vaikka pienimuotoiset kokeet näyttävät vahvistavan ensimmäisen mekanismin, näissä aikaisemmissa tutkimuksissa ilmaantuneet halkeamat etenivät paljon hitaammin kuin todellisissa laattavyöryissä. Näiden todisteiden perusteella Gaumen tiimi ehdottaa, että kumpikaan mekanismi ei ole yksin vastuussa: sen sijaan lumikerrokset siirtyvät mekanismista toiseen.
Teoriansa testaamiseksi tutkijat rakensivat laajamittaisen simulaation kahdesta kerroksesta ja mallinsivat halkeamien leviämistä ylemmässä kerroksessa siirtymisen aikana näiden kahden mekanismin välillä. Sitten he vertasivat mitattuja etenemisnopeuksiaan todellisista laattavyöryistä tehdyissä videotallenteissa havaittuihin nopeuksiin.
Tarkimmissa simulaatioissaan ryhmä havaitsi, että halkeamia alkoi muodostua, kun huokoinen alempi kerros murskautui uudemman lumen painon alle, kuten toinen teoria ehdottaa. Tämän tapahtuessa kerrosten välisen leikkausvoiman vaikutus kuitenkin otti vallan, mikä aloitti halkeaman muodostumisen ensimmäisen teorian suosiman mekanismin kautta.
Jäävyöry saapuu laboratorioon
Nämä leikkauksen aiheuttamat halkeamat levisivät myöhemmin toisen mekanismin jo muodostamia murtumia pitkin, mikä mahdollisti niiden kulkemisen paljon nopeammin kuin jos ne leviäisivät rakenteellisesti vahingoittumattoman lumen läpi. Ryhmän simulaatioissa nämä leviämiset matkivat tarkasti todellisissa lumivyöryissä havaittuja.
Gaume ja kollegat sanovat, että oivallukset heidän tutkimuksessaan, joka on julkaistu vuonna luonto, voisi auttaa parantamaan lumivyöryjen ennustejärjestelmien tarkkuutta, jolloin vuoristoyhteisöt ja hiihtokeskukset voivat arvioida paremmin niiden aiheuttamia riskejä. Heidän löytämänsä mekanismit ovat myös silmiinpistäviä samankaltaisuuksia maanjäristysten kanssa – mikä tarkoittaa, että lisätutkimukset voisivat tarjota yhtä tärkeitä näkemyksiä seismologeille.
