A svájci és az egyesült államokbeli kutatók új betekintést nyertek abba, hogy miként indulnak el a lemezlavinák a havas hegyoldalakon, összeegyeztetve két egymással versengő elmélet előrejelzését. Által vezetett Johan Gaume az École Polytechnique Fédérale de Lausanne-ban (EPFL) a csapat számításokat, számítógépes szimulációkat és valós lemezlavinákból származó megfigyeléseket használt annak kimutatására, hogy a hóesésért felelős repedések olyan mechanizmusok révén jönnek létre, amelyek hasonlóak a csúsztatásos földrengéseknél tapasztaltakhoz. Az eredmény megkönnyítheti annak előrejelzését, hogy mikor és hol képződnek lavinák.
A lavinákat számos lehetséges mechanizmus indíthatja el, amelyek közül sok olyan speciális körülményektől függ, mint a laza, nedves vagy porszerű hó. A födémlavinákban a mechanikai meghibásodás a gyenge, erősen porózus hórétegekben kezdődik, amelyek friss, összefüggőbb rétegek alá temetnek.
A meredek hegyoldalakon ennek az újabb hónak a súlya le tudja győzni a két réteg közötti súrlódást. Amikor ez megtörténik, a felső rétegben széles repedések képződnek, amelyek 150 m/s-ot meghaladó sebességgel terjednek a hegyoldal mentén, aminek következtében az összefüggő hólapok megcsúsznak és leszakadnak.
Versengő elméletek és mechanizmusok
A tudósok két egymással versengő elméletet dolgoztak ki ennek a felszabadulási mechanizmusnak a természetéről. Az első arra utal, hogy a gyenge hóréteg tönkremegy a felső réteg által kifejtett nyírófeszültség hatására. A második azzal érvel, hogy az alsó réteg porózus szerkezetének összeomlása a fő bűnös.
Bár úgy tűnik, hogy a kis léptékű kísérletek igazolják az első mechanizmust, az ezekben a korábbi vizsgálatokban megjelenő repedések sokkal lassabban terjedtek, mint a valódi lemezlavina esetében. E bizonyítékok alapján Gaume csapata azt sugallja, hogy egyik mechanizmus sem viseli a kizárólagos felelősséget: inkább a változó hórétegek átmeneten mennek keresztül az egyik mechanizmusból a másikba.
Elméletük tesztelésére a kutatók megszerkesztették a két réteg nagyszabású szimulációját, és modellezték a repedések terjedését a felső rétegben a két mechanizmus közötti átmenet során. Ezután összehasonlították a mért terjedési sebességüket a valódi lemezlavinákról készült videofelvételeken megfigyeltekkel.
A legpontosabb szimulációik során a csapat azt találta, hogy repedések keletkeztek, amikor a porózus alsó réteg összetört az újabb hó súlya alatt, amint azt a második elmélet sugallja. Amikor azonban ez megtörtént, a rétegek közötti nyíróerő hatása átvette az uralmat, és az első elmélet által preferált mechanizmuson keresztül repedésképződést indított el.
Jéglavina behatol a laborba
Ezek a nyírás által kiváltott repedések később a második mechanizmus által már kialakult repedések mentén továbbterjedtek, így sokkal gyorsabban haladtak, mintha szerkezetileg sértetlen havon terjednének. A csapat szimulációiban ezek a terjedések szorosan utánozták a valódi lavinák során megfigyelteket.
Gaume és munkatársai azt mondják, hogy a tanulmányukban szereplő meglátások, amelyeket ben publikáltak Természet, segíthet a lavina-előrejelző rendszerek pontosságának javításában, lehetővé téve a hegyi közösségek és a síterepek számára az általuk jelentett kockázatok jobb értékelését. Az általuk feltárt mechanizmusok feltűnő hasonlóságot mutatnak a csapásos földrengésekkel is – ami azt jelenti, hogy a további kutatások hasonlóan fontos betekintést nyújthatnak a szeizmológusok számára.
