Исследование, специалистами в области наук о Земле в Университете Брауна, Университете Пердью и Университете Южной Калифорнии, описано в Журнале Геофизического Исследования: Земная Поверхность.Расстояние «выхода» большинства оползней – обломки расстояния едут, как только это достигает, равнина – имеет тенденцию быть о дважды вертикальном расстоянии, что понижение падает. Таким образом, если понижение вырвется на свободу полумилю вертикально наклон, оно, как могут ожидать, закончится приблизительно миля.
Но оползни «длинного выхода», также известные как sturzstroms, как известно, путешествуют на горизонтальные расстояния в 10 – 20 раз далее, чем они падают, по словам Брэндона Джонсона, доцента земли, экологических и планетарных наук в Брауне и ведущем авторе нового исследования.«Есть несколько примеров, где эти слайды стерли города с лица земли, даже когда они были расположены на на вид безопасных расстояниях от склона горы», сказал Джонсон, который начал изучать эти слайды как студент Jay Melosh, отличенный преподаватель земли, атмосферных и планетарных наук и физики в Университете Пердью.Одним таким примером было понижение в 1806, это врезалось в деревню Голдо, Швейцария, и унесло почти 500 жизней.«Было известно больше века, что очень большие, сухие оползни едут подобным жидкости способом, достигая скоростей больше чем 100 миль в час, десятков путешествия к сотням километров от их источников и даже восхождения в гору, поскольку они сокрушают удивительно большие площади», сказал Мелош, который был частью исследовательской группы. «Однако механизм, которым эти очень сухие груды скалы получили свою текучесть, был тайной».
Ученые разработали несколько первоначальных гипотез. Возможно, слайды плавали на подушке воздуха, или возможно они бежали на слое воды или льда, который понизит трение, с которым они столкнулись.
Но то, что эти типы оползней также происходят на сухих, душных телах как Луна, подвергло сомнению те гипотезы.В 1979 Мелош предложил механизм, названный «акустический fluidization», чтобы объяснить эти длинные выходы.
Слайды достаточного размера, Мелош сделал предложение, произведут вибрационные волны, которые размножаются через горные развалины. Те колебания уменьшают эффект трения, действующего на понижение, позволяя ему поехать далее, чем меньшие слайды, которые не производят столько же вибрации. Механизм подобен способу, которым, более вероятно, будет скользить автомобиль, если это заставит отскочить вниз ухабистую дорогу в противоположность тому, чтобы ехать по гладкому.В 1995 Чарльз Кэмпбелл из Университета Южной Калифорнии создал компьютерную модель, которая смогла копировать поведение слайдов длинного выхода, используя только динамические взаимодействия между скалами.
Никакие особые обстоятельства как вода или воздушные подушки не требовались. Однако из-за ограничений компьютеров в то время, он был неспособен определить, какой механизм был ответственен за поведение.«Модель показала, что было что-то о скалах, когда Вы собираете многие из них, которые заставляют их выскальзывать далее, чем Вы ожидаете», сказал Джонсон. «Но это не сказало нам, что, на самом деле оказывалось, дало нам это более низкое трение».
Для этого нового исследования Джонсон смог возродить ту модель, щипнуть его немного и управлять им на современном автоматизированном рабочем месте, чтобы захватить динамику в более прекрасных деталях. Новая модель показала, что, действительно, колебания действительно уменьшают эффективное трение, действующее на понижение.Объем трения, действующего на понижение, зависит частично от силы тяжести, тянущей его вниз. Та же самая гравитационная сила, которая ускоряет понижение, поскольку оно перемещается, downslope имеет тенденцию замедлять его, когда оно достигает равнины.
Но модель показала, что вибрационные волны противодействуют гравитационной силе в течение кратких моментов. Скалы имеют тенденцию скользить больше, когда вибрация уменьшает эффект трения гравитационной силы.
Поскольку вибрационные волны затрагивают различные скалы в понижении в разное время, все понижение имеет тенденцию перемещаться больше как жидкость.Те результаты новой модели согласовываются с акустической fluidization идеей, что Мелош сделал предложение почти 40 лет назад, прежде чем производительность компьютера соответствовала, чтобы подтвердить его.«У Кэмпбелла и меня была давняя дружественная конкуренция, и он не полагал, что мой предложенный акустический fluidization механизм мог возможно объяснить его результаты в моделированиях», сказал Мелош. «В результате тщательного анализа Брэндоном взаимодействий горных фрагментов в моделированиях мы теперь поместили, чтобы оставить дебаты, и это была большая забава для трех из нас, чтобы сотрудничать».В конечном счете исследователи надеются, что эта работа могла бы быть шагом к лучшему предсказанию этих типов потенциально разрушительных оползней.
«Я предположил бы, что понимание, почему эти оползни заканчиваются до сих пор, действительно первый шаг к пониманию, когда и где они могли бы произойти в будущем», сказал Джонсон. «Наша работа предполагает, что все, в чем Вы нуждаетесь, является достаточным объемом, чтобы получить эти длинные выходы. Это приводит к несколько неудовлетворяющему заключению, что эти слайды могут произойти почти где угодно».
Результаты могут также помочь ученым понять другие типы событий. Например, акустический fluidization мог бы играть роль в уменьшении вдоль линий ошибки, которое способствует большим землетрясениям.
«Это явление на стадии становления, являясь результатом простых взаимодействий отдельных частиц, вероятно приведено в действие каждый раз, когда большие движения скалы происходят», сказал Джонсон.