Melodi om et alpintopmøde, der falder fra hinanden

Hele toppen af ​​den 2592 meter høje Hochvogel er skåret af et fem meter bredt og tredive meter langt brud. Det fortsætter med at åbne op med op til en halv centimeter om måneden. Gennem årene har bjergets sydlige side er allerede faldet med flere meter; og på et tidspunkt vil det mislykkes, frigiver op til 260, 000 kubikmeter kalkrester ned i Hornbach -dalen i Østrig. En sådan mængde ville omtrent svare til 260 familiehuse. Hvornår dette vil ske er svært at forudsige ved traditionelle metoder. Forskere fra Helmholtz Center Potsdam - tysk forskningscenter for geovidenskab og det tekniske universitet i München har nærmet sig dette spørgsmål ved hjælp af seismiske sensorer. Enhederne registrerer den subtile vibration af toppen:ligner en violinstreng, der trækkes mere eller mindre, ændres topmødets tonehøjde, når den bliver stresset, en effekt, der giver unik indsigt i forberedelsesfasen af ​​et kommende klippeskred. Dermed, også en rettidig advarsel bør blive mulig - også selvom menneskelige boliger ikke er truet direkte på dette websted. Undersøgelsen er for nylig blevet offentliggjort i tidsskriftet Jordoverfladeprocesser og landformer .

Stenhældningsfejl former landskabet

Store stenhældningsfejl sker igen og igen. De spiller en central rolle i den langsigtede udvikling af landskaber. Og de er af grundlæggende interesse for planlægning af arealanvendelse og farespørgsmål. Imidlertid, fordi de opstår pludselig og derefter fortsætter med høj hastighed, sådanne massebevægelser er svære at studere. Generelt, det er klart, at mekanisk belastning eller temperatursvingninger opbygger stress inde i klippen, som derefter frigives i nedbrydningsprocesser:revner udvikler sig på forskellige rumlige skalaer. På et tidspunkt, strukturen er blevet ustabil nok til i sidste ende at bryde sammen. Selvom fejlfasen allerede er blevet undersøgt godt, der er stadig betydelige huller i viden om deres forløbere på længere sigt. En grund er, at installationen af ​​permanent måleudstyr i høje bjerge er vanskelig og dyr. Den anden årsag er, at langtidsovervågning hidtil ofte er blevet udført ved hjælp af fjernsensningsdata eller sensorer, der kun indsamler punktdata. Ingen af ​​disse fremgangsmåder har været i stand til at registrere processerne inde i et stenvolumen ved tilstrækkelige tidsmæssige og rumlige detaljer, kontinuerligt og i en større rumlig kontekst.

For at forstå, hvornår og hvorfor den ustabile klippemasse ved Hochvogel bliver mobil, i 2018 havde forskere omkring Michael Dietze fra GFZ indsat et netværk af seks seismometre på topmødet, hver i en afstand af tredive til fyrre meter fra hinanden. I flere måneder, sensorerne har registreret den frekvens, hvormed bjerget svinger frem og tilbage. Vibrationerne er forårsaget af vind og talrige små excitationer af Jordens overflade, og topmødets frekvens bestemmes af faktorer som temperatur, stenspænding og materialesvækkelse.

Ny overvågningsmetode med seismometre

I løbet af sommeren 2018, forskerne var i stand til at måle et tilbagevendende savtandlignende frekvensmønster:Over en periode på fem til syv dage, den steg gentagne gange fra 26 til 29 Hertz, kun for at falde tilbage til sin oprindelige værdi inden for mindre end to dage. Stigningen i frekvens skyldes stressforøgelse inden i stenmassen. Når frekvensen falder, sensorerne registrerede også en øget hastighed af revnsignaler, som de er kendt for at ske, når sten bliver revet fra hinanden. Denne cykliske stigning og reduktion af stress ved rykkende bevægelse kaldes også stick slip motion. Det er en typisk forløber for store massebevægelser. Den afgørende faktor her er, at jo tættere denne begivenhed kommer, jo kortere de observerede cyklusser bliver, gør dem til en vigtig fareindikator.

"Ved hjælp af den seismiske tilgang, vi kan nu for første gang fornemme, registrere og behandle dette cykliske fænomen kontinuerligt og næsten i realtid, "siger Michael Dietze, postdoktoral forsker i Geomorphology Section på GFZ. Han samarbejder med kolleger fra det tekniske universitet i München i AlpSenseBench -projektet, som fokuserer på instrumentering af yderligere alpine toppe for at studere progressiv rock ustabilitet evolution.

Dietze vurderer, at den nye seismiske tilgang stadig er en rimelig smule fra at blive en rutinemæssig applikation:"Vi har i øjeblikket vist beviset for koncept, så at sige, og nu skal resultaterne gentages andre steder. "Fra et teknisk synspunkt, det burde ikke være for svært Mener Dietze. Og med den øgede aktivitet på de mange flere toppe i Alperne, der er også masser af anvendelsesområder.

Outlook:Rollen af ​​vand og is i sprækkerne

I løbet af deres målinger, som - med afbrydelser på grund af lynnedslag - strakte sig fra juli til oktober, forskerne gjorde en anden interessant opdagelse:Mens savtandlignende ophobning og frigivelse af stress var tydeligt synlig i de første måneder efter snesmeltning, den forsvandt i sensommeren i tørkeåret 2018. Tilsyneladende topmødet løb kort i et vigtigt smøremiddel i løbet af sommeren:vand. På det tidspunkt, kun en daglig op og ned af topmødets vibrationsfrekvens spillede en rolle:i de kolde nattetimer trækker klippen sig sammen, revner bliver større, og forbindelsen til den faste sten bliver mindre stringent, hvilket resulterer i en faldende vibrationsfrekvens. På tur, solens varme lader stenmassen udvide sig, lukke små sprækker og dermed forårsage en stigning i vibrationsfrekvensen.

I en periode på yderligere to år, forskerne vil nu undersøge, hvordan disse daglige og længere periode cyklusser interagerer, og hvordan de kølige vintre vil påvirke dybden, vandfyldte sprækker, der skærer Hochvogel. Dette omfatter undersøgelse af konsekvenserne af stenmasseaktivitet på topmødet for den sydvendte bakke med et større seismisk netværk, der strækker sig ned mod Hornbachtal. Bosættelser i dalen vil ikke blive truet af massespild langs skråningerne, men adgangen til toppen fra dette område er allerede blevet lukket for mange år siden på grund af en overhængende stenfaldsrisiko.