Sử dụng dao động tự nhiên của đỉnh Hochvogel cao 2592 mét ở Áo để “nghe” cách đá trở nên không ổn định

0 12

Tương tự như dây đàn vĩ cầm căng nhiều hay ít, sử dụng dao động tự nhiên cao độ của núi cũng thay đổi tùy thuộc vào sức căng của đá

Toàn bộ đỉnh của Hochvogel cao 2592 mét bị cắt bởi một vết nứt rộng 5 mét và dài 30 mét. Nó tiếp tục mở thêm tới nửa cm mỗi tháng. Trong suốt nhiều năm, sườn núi phía nam đã bị sụt lún vài mét; và đến một lúc nào đó, nó sẽ hỏng hóc, giải phóng tới 260.000 mét khối đá vôi vụn xuống Thung lũng Hornbach ở Áo. Một khối lượng như vậy sẽ tương ứng với 260 ngôi nhà gia đình.

Khi nào điều này sẽ xảy ra khó có thể đoán trước được bằng các phương pháp thông thường. Các nhà nghiên cứu của Trung tâm Helmholtz Potsdam – Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Địa chất Đức và Đại học Kỹ thuật Munich đã tiếp cận câu hỏi này bằng các cảm biến địa chấn. Các thiết bị ghi lại sự rung động tinh tế của đỉnh: tương tự như một dây đàn vĩ cầm được kéo ít nhiều thì cao độ của đỉnh sẽ thay đổi khi nó trở nên căng thẳng, một hiệu ứng cho phép hiểu rõ hơn về giai đoạn chuẩn bị của một buổi trượt đá sắp tới. Do đó, cũng nên có một cảnh báo kịp thời – ngay cả khi nơi ở của con người không bị đe dọa trực tiếp tại khu vực này.

Để hiểu khi nào và tại sao khối đá không ổn định tại Hochvogel trở nên di động, vào năm 2018, các nhà nghiên cứu xung quanh Michael Dietze của GFZ đã triển khai một mạng lưới sáu máy đo địa chấn tại đỉnh núi, mỗi chiếc cách nhau từ ba mươi đến bốn mươi mét. Trong vài tháng, các cảm biến đã ghi lại tần suất mà ngọn núi dao động qua lại. Các rung động là do gió và nhiều kích thích nhỏ trên bề mặt Trái đất, và tần số của đỉnh được xác định bởi các yếu tố như nhiệt độ, ứng suất đá và sự suy yếu của vật chất.

Sử dụng dao động tự nhiên của đỉnh Hochvogel cao 2592 mét ở Áo để "nghe" cách đá trở nên không ổn định
Trong suốt mùa hè năm 2018, các nhà nghiên cứu đã có thể đo lường tần suất giống như răng cưa lặp lại: Trong khoảng thời gian từ 5 đến 7 ngày, nó đã tăng liên tục từ 26 lên 29 Hertz, chỉ để giảm trở lại giá trị ban đầu trong vòng chưa đầy hai ngày. Sự gia tăng tần số là do sự gia tăng ứng suất trong khối đá. Khi tần số giảm xuống, các cảm biến cũng ghi lại tỷ lệ tín hiệu nứt gia tăng, vì chúng được biết là xảy ra khi đá bị xé toạc.

Sự tăng giảm ứng suất theo chu kỳ này theo chuyển động giật còn được gọi là chuyển động trượt thanh. Nó là tiền thân điển hình của các phong trào quần chúng lớn. Yếu tố quyết định ở đây là sự kiện này càng đến gần thì các chu kỳ quan sát được càng ngắn lại, khiến chúng trở thành một chỉ báo nguy cơ quan trọng.

Trong quá trình đo đạc của họ, với sự gián đoạn do sét đánh – kéo dài từ tháng 7 đến tháng 10, các nhà nghiên cứu đã thực hiện một khám phá thú vị khác: Trong khi sự hình thành và giải phóng căng thẳng giống như răng cưa có thể nhìn thấy rõ ràng trong vài tháng đầu tiên sau tuyết tan, nó biến mất vào cuối mùa hè năm hạn hán 2018.

Rõ ràng, đỉnh núi thiếu một chất bôi trơn cần thiết trong mùa hè: nước.

Khi đó, tần số rung động của đỉnh núi chỉ có tăng và giảm vào ban ngày: trong những giờ đêm lạnh giá, đá co lại, các khe nứt trở nên lớn hơn và kết nối với đá rắn trở nên kém chặt chẽ hơn, dẫn đến tần số rung động giảm.

Đổi lại, sức nóng của mặt trời làm cho khối đá nở ra, đóng các khe nứt nhỏ và do đó làm tăng tần số rung động.
Trong khoảng thời gian hai năm nữa, các nhà nghiên cứu hiện sẽ điều tra xem các chu kỳ ngày và thời gian dài hơn này tương tác với nhau như thế nào và mùa đông lạnh giá sẽ ảnh hưởng như thế nào đến các đường nứt sâu, đầy nước cắt Hochvogel.

Điều này bao gồm việc điều tra hậu quả của hoạt động khối đá tại đỉnh đồi đối diện với phía nam bởi một mạng lưới địa chấn lớn hơn trải dài xuống Hornbachtal. Các khu định cư trong thung lũng đó sẽ không bị đe dọa bởi chất thải hàng loạt dọc theo các sườn núi, nhưng việc tiếp cận đỉnh núi từ khu vực này đã bị đóng cửa nhiều năm trước do nguy cơ đá lở sắp xảy ra.

Nghiên cứu sử dụng dao động tự nhiên đã được công bố trên tạp chí Earth Surface Processes and Landforms .

Ban biên tập Thư Viện Đá Tự Nhiên

Nguồn: Trung tâm Helmholtz Potsdam – Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Địa chất Đức

Comments
Loading...