스위스와 미국의 연구원들은 눈 덮인 산비탈에서 슬래브 눈사태가 어떻게 시작되는지에 대한 새로운 통찰력을 수집하여 두 경쟁 이론의 예측을 조정했습니다. 주도 요한 가우메 École Polytechnique Fédérale de Lausanne(EPFL)에서 팀은 계산, 컴퓨터 시뮬레이션 및 실제 슬래브 눈사태의 관찰을 사용하여 떨어지는 눈의 원인이 되는 균열이 충격-슬립 지진에서 발견되는 것과 유사한 메커니즘에 의해 형성된다는 것을 보여주었습니다. 그 결과 눈사태가 언제 어디서 형성될지 예측하기가 더 쉬워질 수 있습니다.
눈사태는 다양한 가능한 메커니즘에 의해 촉발될 수 있으며, 그 중 다수는 느슨하거나 젖은 눈 또는 가루 눈과 같은 특정 조건에 의존합니다. 슬래브 눈사태에서 기계적 결함은 신선하고 더 응집력 있는 층 아래에 묻힌 약하고 다공성이 높은 눈 층 내에서 시작됩니다.
가파른 산비탈에서 이 새로운 눈의 무게는 두 층 사이의 마찰을 극복할 수 있습니다. 이런 일이 발생하면 상층에 넓은 균열이 형성되고 150m/s 이상의 속도로 산비탈을 따라 전파되어 응집된 눈 슬라브가 미끄러져 떨어져 나갑니다.
경쟁 이론 및 메커니즘
과학자들은 이 방출 메커니즘의 특성에 대해 두 가지 경쟁적인 이론을 개발했습니다. 첫 번째는 약한 적설층이 상층에 의해 부여된 전단응력으로 인해 파괴된다는 것을 암시합니다. 두 번째는 하층의 다공성 구조의 붕괴가 주요 원인이라고 주장합니다.
소규모 실험이 첫 번째 메커니즘을 검증하는 것처럼 보이지만 이러한 초기 연구에서 나타난 균열은 실제 슬래브 눈사태의 경우보다 훨씬 느리게 전파되었습니다. 이 증거를 바탕으로 Gaume의 팀은 두 메커니즘 모두 단독 책임이 없다고 제안합니다. 오히려 이동하는 눈 층은 한 메커니즘에서 다른 메커니즘으로 전환됩니다.
그들의 이론을 테스트하기 위해 연구원들은 두 층의 대규모 시뮬레이션을 구성하고 두 메커니즘 사이의 전환 동안 상위 층의 균열 전파를 모델링했습니다. 그런 다음 그들은 측정된 전파 속도를 실제 슬래브 눈사태의 비디오 녹화에서 관찰된 전파 속도와 비교했습니다.
가장 정확한 시뮬레이션에서 팀은 두 번째 이론에서 제안한 것처럼 다공성 하부층이 새로운 눈의 무게로 부서지면서 균열이 형성되기 시작한다는 것을 발견했습니다. 그러나 이것이 일어나면서 층 사이의 전단력의 영향이 인계되어 첫 번째 이론이 선호하는 메커니즘을 통해 균열 형성을 시작했습니다.
얼음 눈사태가 연구실에 들어갑니다.
이러한 전단 유발 균열은 두 번째 메커니즘에 의해 이미 형성된 균열을 따라 계속 전파되어 구조적으로 손상되지 않은 눈을 통해 전파되는 경우보다 훨씬 더 빠르게 이동할 수 있습니다. 팀의 시뮬레이션에서 이러한 전파는 실제 눈사태에서 관찰된 전파와 매우 유사했습니다.
Gaume과 동료들은 자연, 산사태 예측 시스템의 정확성을 개선하는 데 도움이 될 수 있으므로 산악 지역 사회와 스키 리조트가 위험을 더 잘 평가할 수 있습니다. 그들이 밝혀낸 메커니즘은 또한 충격파 지진과 놀라운 유사성을 가지고 있습니다. 이는 추가 연구가 지진학자에게 유사하게 중요한 통찰력을 제공할 수 있음을 의미합니다.
