חוקרים בשווייץ ובארה"ב אספו תובנות חדשות לגבי האופן שבו מתחילות מפולות שלגים של לוחות על צלע הרים מושלגים, ומיישבות את התחזיות של שתי תיאוריות מתחרות. בראשותו של יוהאן גאום ב-École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), הצוות השתמש בחישובים, הדמיות ממוחשבות ותצפיות ממפולות שלגים אמיתיים כדי להראות שהסדקים האחראים ליורד השלג נוצרים על ידי מנגנונים דומים לאלה שנמצאו ברעידות אדמה. התוצאה עשויה להקל על חיזוי מתי והיכן ייווצרו מפולות שלגים.
מפולות שלגים יכולות להיות מופעלות על ידי מגוון מנגנונים אפשריים, שרבים מהם מסתמכים על תנאים ספציפיים כמו שלג רופף, רטוב או אבקתי. במפולות שלגים, כשל מכני מתחיל בתוך שכבות חלשות, נקבוביות מאוד של שלג, שנקברו מתחת לשכבות טריות ומלוכדות יותר.
במדרונות הרים תלולים, משקלו של השלג החדש יותר הזה יכול להתגבר על החיכוך בין שתי השכבות. כאשר זה קורה, שברים רחבים נוצרים בשכבה העליונה ומתפשטים לאורך צלע ההר במהירויות של מעל 150 מ' לשנייה - מה שגורם ללוחות שלג מלוכד להחליק ולהתנתק.
תיאוריות ומנגנונים מתחרים
מדענים פיתחו שתי תיאוריות מתחרות לגבי אופיו של מנגנון השחרור הזה. הראשון מצביע על כך ששכבת השלג החלשה נכשלת תחת מתח הגזירה שמעניקה השכבה העליונה. השני טוען שקריסה במבנה הנקבובי של השכבה התחתונה היא האשם העיקרי.
למרות שנראה שניסויים בקנה מידה קטן מאששים את המנגנון הראשון, הסדקים שהופיעו במחקרים מוקדמים אלה התפשטו הרבה יותר לאט ממה שהיה במקרה של מפולות שלגים אמיתיות. בהתבסס על ראיות אלה, הצוות של גאום מציע שאף מנגנון לא נושא באחריות הבלעדית: במקום זאת, שכבות השלג המשתנות עוברות מעבר ממנגנון אחד למשנהו.
כדי לבדוק את התיאוריה שלהם, החוקרים בנו הדמיה בקנה מידה גדול של שתי השכבות ודגמו את התפשטות הסדקים בשכבה העליונה במהלך מעבר בין שני המנגנונים. לאחר מכן הם השוו את מהירויות ההתפשטות הנמדדות שלהם לאלו שנצפו בהקלטות וידאו של מפולות שלגים אמיתיות.
בסימולציות המדויקות ביותר שלהם, הצוות מצא שסדקים החלו להיווצר כשהשכבה התחתונה הנקבוביה נמחצה תחת משקל השלג החדש יותר, כפי שהציעה התיאוריה השנייה. אולם כאשר זה קרה, השפעת כוח הגזירה בין השכבות השתלטה, והחלה היווצרות סדקים באמצעות המנגנון המועדף על התיאוריה הראשונה.
מפולת קרח נכנסת למעבדה
סדקים אלה שנגרמו לגזירה התפשטו לאחר מכן לאורך שברים שכבר נוצרו על ידי המנגנון השני, ומאפשרים להם לנוע הרבה יותר מהר מאשר אילו היו מתפשטים דרך שלג לא פגום מבחינה מבנית. בסימולציות של הצוות, ההפצות הללו חיקו מקרוב את אלה שנצפו במפולות שלגים אמיתיות.
גאום ועמיתיו אומרים שהתובנות במחקר שלהם, שמתפרסם ב טבע, יכול לעזור לשפר את הדיוק של מערכות חיזוי מפולות, ולאפשר לקהילות הרריות ואתרי סקי להעריך טוב יותר את הסיכונים שהם מהווים. למנגנונים שהם חשפו יש גם קווי דמיון בולטים לרעידות אדמה שביצעתם - כלומר מחקר נוסף יכול לספק תובנות חשובות באותה מידה לסייסמולוגים.
