Ricercatori in Svizzera e negli Stati Uniti hanno raccolto nuove informazioni su come iniziano le valanghe a lastroni sui pendii innevati, conciliando le previsioni di due teorie concorrenti. Guidato da Johan Gaume Presso l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), il team ha utilizzato calcoli, simulazioni al computer e osservazioni di vere valanghe a lastroni per dimostrare che le fessure responsabili della caduta della neve sono formate da meccanismi simili a quelli riscontrati nei terremoti trascorrenti. Il risultato potrebbe rendere più facile prevedere quando e dove si formeranno le valanghe.
Le valanghe possono essere innescate da una varietà di possibili meccanismi, molti dei quali si basano su condizioni specifiche come neve a debole coesione, bagnata o farinosa. Nelle valanghe a lastroni, il cedimento meccanico inizia all'interno di strati di neve deboli e altamente porosi che sono stati sepolti sotto strati freschi e più coesi.
Sui pendii ripidi, il peso della neve fresca può superare l'attrito tra i due strati. Quando ciò accade, nello strato superiore si formano ampie fratture che si propagano lungo il fianco della montagna con velocità superiori a 150 m/s, provocando lo scivolamento e il distacco di lastroni di neve coesa.
Teorie e meccanismi concorrenti
Gli scienziati hanno sviluppato due teorie concorrenti sulla natura di questo meccanismo di rilascio. Il primo suggerisce che lo strato di neve debole cede sotto lo stress di taglio impartito dallo strato superiore. La seconda sostiene che il principale colpevole sia il collasso della struttura porosa dello strato inferiore.
Anche se gli esperimenti su piccola scala sembrano convalidare il primo meccanismo, le fessure apparse in questi studi precedenti si sono propagate molto più lentamente rispetto alle valanghe a lastroni reali. Sulla base di queste prove, il team di Gaume suggerisce che nessuno dei due meccanismi è l’unico responsabile: piuttosto, gli strati di neve in movimento subiscono una transizione da un meccanismo all’altro.
Per testare la loro teoria, i ricercatori hanno costruito una simulazione su larga scala dei due strati e hanno modellato la propagazione delle crepe nello strato superiore durante una transizione tra i due meccanismi. Hanno poi confrontato le velocità di propagazione misurate con quelle osservate nelle registrazioni video di vere valanghe a lastroni.
Nelle simulazioni più accurate, il team ha scoperto che le crepe cominciavano a formarsi quando lo strato inferiore poroso veniva schiacciato sotto il peso della neve fresca, come suggerito dalla seconda teoria. Quando ciò accadde, tuttavia, l’influenza della forza di taglio tra gli strati prese il sopravvento, dando inizio alla formazione di crepe attraverso il meccanismo preferito dalla prima teoria.
Una valanga di ghiaccio entra nel laboratorio
Queste crepe indotte dal taglio si sono successivamente propagate lungo le fratture già formate dal secondo meccanismo, consentendo loro di viaggiare molto più rapidamente che se si propagassero attraverso neve strutturalmente intatta. Nelle simulazioni del team, queste propagazioni imitavano da vicino quelle osservate nelle valanghe reali.
Gaume e colleghi affermano che gli approfondimenti contenuti nel loro studio, pubblicato nel Natura, potrebbe contribuire a migliorare la precisione dei sistemi di previsione delle valanghe, consentendo alle comunità montane e alle stazioni sciistiche di valutare meglio i rischi che rappresentano. I meccanismi che hanno scoperto hanno anche sorprendenti somiglianze con i terremoti trascorrenti, il che significa che ulteriori ricerche potrebbero fornire spunti altrettanto importanti per i sismologi.
