Para peneliti di Swiss dan AS telah mengumpulkan wawasan baru tentang bagaimana longsoran lempengan dimulai di lereng gunung bersalju, merekonsiliasi prediksi dua teori yang bersaing. Dipimpin oleh Johan Gaume di cole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), tim menggunakan perhitungan, simulasi komputer, dan pengamatan dari longsoran lempengan nyata untuk menunjukkan bahwa retakan yang bertanggung jawab atas turunnya salju dibentuk oleh mekanisme yang mirip dengan yang ditemukan pada gempa bumi strike-slip. Hasilnya bisa memudahkan untuk memperkirakan kapan dan di mana longsoran akan terbentuk.
Longsoran dapat dipicu oleh berbagai kemungkinan mekanisme, banyak di antaranya bergantung pada kondisi tertentu seperti salju yang lepas, basah, atau berbutir halus. Dalam longsoran lempengan, kegagalan mekanis dimulai di dalam lapisan salju yang lemah dan sangat berpori yang telah terkubur di bawah lapisan baru yang lebih kohesif.
Di lereng gunung yang curam, berat salju yang lebih baru ini dapat mengatasi gesekan antara dua lapisan. Ketika ini terjadi, rekahan lebar terbentuk di lapisan atas dan menyebar di sepanjang lereng gunung dengan kecepatan lebih dari 150 m/s – menyebabkan lempengan salju yang kohesif meluncur dan pecah.
Teori dan mekanisme yang bersaing
Para ilmuwan telah mengembangkan dua teori yang bersaing tentang sifat mekanisme pelepasan ini. Yang pertama menunjukkan bahwa lapisan salju yang lemah gagal di bawah tegangan geser yang diberikan oleh lapisan atas. Yang kedua berpendapat bahwa runtuhnya struktur berpori dari lapisan bawah adalah penyebab utama.
Meskipun percobaan skala kecil tampaknya memvalidasi mekanisme pertama, retakan yang muncul dalam studi sebelumnya menyebar jauh lebih lambat daripada yang terjadi pada longsoran lempengan nyata. Berdasarkan bukti ini, tim Gaume menyarankan bahwa tidak ada mekanisme yang memikul tanggung jawab tunggal: melainkan, lapisan salju yang bergeser mengalami transisi dari satu mekanisme ke mekanisme lainnya.
Untuk menguji teori mereka, para peneliti membangun simulasi skala besar dari dua lapisan dan memodelkan perambatan retakan di lapisan atas selama transisi antara dua mekanisme. Mereka kemudian membandingkan kecepatan propagasi yang diukur dengan yang diamati dalam rekaman video longsoran lempengan yang sebenarnya.
Dalam simulasi mereka yang paling akurat, tim menemukan bahwa retakan mulai terbentuk ketika lapisan bawah berpori dihancurkan di bawah berat salju yang lebih baru, seperti yang disarankan oleh teori kedua. Ketika hal ini terjadi, bagaimanapun, pengaruh gaya geser antara lapisan mengambil alih, memulai pembentukan retak melalui mekanisme yang disukai teori pertama.
Longsoran es memasuki lab
Retakan akibat geser ini selanjutnya merambat di sepanjang rekahan yang telah dibentuk oleh mekanisme kedua, memungkinkan mereka untuk bergerak jauh lebih cepat daripada jika mereka merambat melalui salju yang tidak rusak secara struktural. Dalam simulasi tim, propagasi ini sangat mirip dengan yang diamati dalam longsoran nyata.
Gaume dan rekan mengatakan bahwa wawasan dalam studi mereka, yang diterbitkan di Alam, dapat membantu meningkatkan keakuratan sistem prakiraan longsoran salju, memungkinkan komunitas pegunungan dan resor ski untuk mengevaluasi risiko yang ditimbulkannya dengan lebih baik. Mekanisme yang mereka temukan juga memiliki kesamaan yang mencolok dengan gempa strike-slip – yang berarti penelitian lebih lanjut dapat memberikan wawasan penting yang serupa bagi para seismolog.
