Pesquisadores na Suíça e nos EUA obtiveram novos insights sobre como as avalanches de lajes começam nas montanhas nevadas, reconciliando as previsões de duas teorias concorrentes. Liderado por Johan Gaume na École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), a equipe usou cálculos, simulações de computador e observações de avalanches de lajes reais para mostrar que as rachaduras responsáveis pela queda de neve são formadas por mecanismos semelhantes aos encontrados em terremotos de deslizamento. O resultado pode facilitar a previsão de quando e onde as avalanches se formarão.
As avalanches podem ser desencadeadas por uma variedade de mecanismos possíveis, muitos dos quais dependem de condições específicas, como neve solta, molhada ou em pó. Nas avalanches de placas, a falha mecânica começa dentro de camadas de neve fracas e altamente porosas que foram enterradas sob camadas frescas e mais coesas.
Nas encostas íngremes das montanhas, o peso dessa neve mais nova pode superar o atrito entre as duas camadas. Quando isso acontece, grandes fraturas se formam na camada superior e se propagam ao longo da encosta da montanha a velocidades superiores a 150 m/s – fazendo com que placas de neve coesa deslizem e se soltem.
Teorias e mecanismos concorrentes
Os cientistas desenvolveram duas teorias concorrentes sobre a natureza desse mecanismo de liberação. A primeira sugere que a camada de neve fraca falha sob a tensão de cisalhamento transmitida pela camada superior. O segundo argumenta que um colapso na estrutura porosa da camada inferior é o principal culpado.
Embora experimentos em pequena escala pareçam validar o primeiro mecanismo, as rachaduras que apareceram nesses estudos anteriores se propagaram muito mais lentamente do que nas avalanches de lajes reais. Com base nessa evidência, a equipe de Gaume sugere que nenhum mecanismo é o único responsável: em vez disso, as camadas de neve em movimento passam por uma transição de um mecanismo para outro.
Para testar sua teoria, os pesquisadores construíram uma simulação em larga escala das duas camadas e modelaram a propagação de rachaduras na camada superior durante uma transição entre os dois mecanismos. Eles então compararam suas velocidades de propagação medidas com aquelas observadas em gravações de vídeo de avalanches de lajes reais.
Em suas simulações mais precisas, a equipe descobriu que rachaduras começaram a se formar à medida que a camada inferior porosa foi esmagada sob o peso da neve mais recente, conforme sugerido pela segunda teoria. Quando isso aconteceu, no entanto, a influência da força de cisalhamento entre as camadas assumiu, iniciando a formação de trincas através do mecanismo preferido da primeira teoria.
Avalanche de gelo entra no laboratório
Essas rachaduras induzidas por cisalhamento se propagaram posteriormente ao longo de fraturas já formadas pelo segundo mecanismo, permitindo que elas viajassem muito mais rapidamente do que se estivessem se propagando através de neve estruturalmente intacta. Nas simulações da equipe, essas propagações imitaram de perto as observadas em avalanches reais.
Gaume e colegas dizem que os insights em seu estudo, publicado em Natureza, poderia ajudar a melhorar a precisão dos sistemas de previsão de avalanches, permitindo que comunidades de montanha e resorts de esqui avaliem melhor os riscos que representam. Os mecanismos que eles descobriram também têm semelhanças impressionantes com terremotos de deslizamento – o que significa que mais pesquisas podem fornecer informações igualmente importantes para os sismólogos.
