หิมะถล่มแผ่นคล้ายแผ่นดินไหวที่ลื่นไถล

นักวิจัยในสวิตเซอร์แลนด์และสหรัฐอเมริกาได้รวบรวมข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ ว่าหิมะถล่มเริ่มต้นขึ้นบนภูเขาที่เต็มไปด้วยหิมะได้อย่างไร ซึ่งสอดคล้องกับการคาดการณ์ของสองทฤษฎีที่แข่งขันกัน นำโดย โยฮัน โกม ที่ École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) ทีมงานใช้การคำนวณ การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ และการสังเกตจากแผ่นหินถล่มจริงเพื่อแสดงให้เห็นว่ารอยร้าวที่เกิดจากหิมะตกลงมานั้นเกิดจากกลไกที่คล้ายกับที่พบในแผ่นดินไหวที่เกิดการกระแทก ผลลัพธ์อาจทำให้คาดการณ์ได้ง่ายขึ้นว่าเมื่อใดและที่ใดที่หิมะถล่มจะเกิดขึ้น

หิมะถล่มสามารถเกิดขึ้นได้จากกลไกต่างๆ ที่เป็นไปได้ ซึ่งส่วนมากจะขึ้นอยู่กับเงื่อนไขเฉพาะ เช่น หิมะที่หลวม เปียก หรือเป็นผง ในหิมะถล่ม ความล้มเหลวทางกลไกเริ่มต้นขึ้นภายในชั้นหิมะที่อ่อนแอและมีรูพรุนสูง ซึ่งถูกฝังอยู่ใต้ชั้นที่สดและเหนียวมากขึ้น

บนเนินเขาสูงชัน น้ำหนักของหิมะที่มาใหม่นี้สามารถเอาชนะการเสียดสีระหว่างสองชั้นได้ เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น รอยแตกในวงกว้างจะเกิดขึ้นที่ชั้นบนและแพร่กระจายไปตามไหล่เขาด้วยความเร็วมากกว่า 150 ม./วินาที - ทำให้แผ่นหิมะที่เกาะติดกันเลื่อนและแตกออก

ทฤษฎีและกลไกการแข่งขัน

นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาทฤษฎีที่แข่งขันกันสองเรื่องเกี่ยวกับธรรมชาติของกลไกการปลดปล่อยนี้ ประการแรกแสดงให้เห็นว่าชั้นหิมะที่อ่อนแอจะล้มเหลวภายใต้แรงเฉือนที่เกิดจากชั้นบน ประการที่สองให้เหตุผลว่าการล่มสลายในโครงสร้างที่มีรูพรุนของชั้นล่างเป็นผู้ร้ายหลัก

แม้ว่าการทดลองขนาดเล็กดูเหมือนจะยืนยันกลไกแรก แต่รอยร้าวที่ปรากฏในการศึกษาก่อนหน้านี้เหล่านี้แพร่กระจายช้ากว่ากรณีหิมะถล่มจริง จากหลักฐานนี้ ทีมงานของ Gaume แนะนำว่ากลไกทั้งสองไม่มีความรับผิดชอบ แต่เพียงผู้เดียว: แต่ชั้นหิมะที่เคลื่อนตัวจะได้รับการเปลี่ยนแปลงจากกลไกหนึ่งไปอีกกลไกหนึ่ง

เพื่อทดสอบทฤษฎีของพวกเขา นักวิจัยได้สร้างแบบจำลองขนาดใหญ่ของสองชั้น และจำลองการแพร่กระจายของรอยแตกในชั้นบนระหว่างการเปลี่ยนแปลงระหว่างกลไกทั้งสอง จากนั้นจึงเปรียบเทียบความเร็วการแพร่กระจายที่วัดได้กับความเร็วที่สังเกตได้ในการบันทึกวิดีโอของหิมะถล่มจริง

ในการจำลองที่แม่นยำที่สุด ทีมงานพบว่ารอยแตกเริ่มก่อตัวเมื่อชั้นล่างที่มีรูพรุนถูกบดอัดด้วยน้ำหนักของหิมะที่ใหม่กว่า ตามที่ทฤษฎีที่สองแนะนำ อย่างไรก็ตาม เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น อิทธิพลของแรงเฉือนระหว่างชั้นต่างๆ เข้าครอบงำ ทำให้เกิดการแตกร้าวผ่านกลไกที่ทฤษฎีแรกต้องการ

รอยแตกที่เกิดจากแรงเฉือนเหล่านี้แพร่กระจายไปตามรอยแยกที่เกิดขึ้นแล้วโดยกลไกที่สอง ทำให้พวกเขาเดินทางได้เร็วกว่าการขยายพันธุ์ผ่านหิมะที่ไม่มีโครงสร้างที่ไม่เสียหาย ในการจำลองของทีม การขยายพันธุ์เหล่านี้เลียนแบบอย่างใกล้ชิดกับเหตุการณ์หิมะถล่มที่เกิดขึ้นจริง

Gaume และเพื่อนร่วมงานกล่าวว่าข้อมูลเชิงลึกในการศึกษาของพวกเขาซึ่งตีพิมพ์ใน ธรรมชาติ, สามารถช่วยปรับปรุงความแม่นยำของระบบพยากรณ์หิมะถล่ม ทำให้ชุมชนบนภูเขาและสกีรีสอร์ทประเมินความเสี่ยงได้ดียิ่งขึ้น กลไกที่พวกเขาค้นพบมีความคล้ายคลึงกันอย่างน่าทึ่งกับแผ่นดินไหวที่ลื่นไถลซึ่งหมายความว่าการวิจัยเพิ่มเติมสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเช่นเดียวกันสำหรับนักแผ่นดินไหววิทยา