Hela toppen av den 2592 meter höga Hochvogel skärs av en fem meter bred och trettio meter lång fraktur. Det fortsätter att öppna upp till upp till en halv centimeter per månad. Genom åren, bergets södra sida har redan avtagit med flera meter; och någon gång kommer det att misslyckas, släpper upp till 260, 000 kubikmeter kalkstenskrot ner i Hornbach -dalen i Österrike. En sådan volym skulle ungefär motsvara 260 familjehus. När detta kommer att hända är svårt att förutse med konventionella metoder. Forskare vid Helmholtz Center Potsdam - Tyska forskningscentret för geovetenskap och Münchens tekniska universitet har tagit sig an denna fråga med seismiska sensorer. Enheterna registrerar den subtila vibrationen av toppen:i likhet med en fiolsträng som dras mer eller mindre ändras toppmötets tonhöjd när den blir stressad, en effekt som ger unik inblick i beredningsfasen av en kommande bergsrutschbana. Således, också en varning i tid bör bli möjlig - även om mänskliga bostäder inte hotas direkt på denna webbplats. Studien har nyligen publicerats i tidskriften Jordytans processer och landformer .

Bergsluttningsfel formar landskapet

Stora misslyckanden i berghällen händer igen och igen. De spelar en central roll i den långsiktiga utvecklingen av landskap. Och de är av grundläggande intresse för markanvändningsplanering och riskaspekter. Dock, eftersom de inträffar plötsligt och sedan fortsätter i hög hastighet, sådana massrörelser är svåra att studera. I allmänhet, det är klart att mekanisk belastning eller temperaturfluktuationer bygger upp spänning inuti berget, som sedan frigörs i sönderfallsprocesser:sprickor utvecklas på olika rumsliga skalor. Vid något tillfälle, strukturen har blivit instabil nog för att slutligen bryta isär. Även om misslyckandefasen redan har studerats väl, det finns fortfarande stora kunskapsluckor när det gäller deras föregångare på längre sikt. En anledning är att installationen av permanent mätutrustning i höga berg är svår och kostsam. Den andra anledningen är att långsiktig övervakning hittills ofta har utförts med fjärranalysdata eller sensorer som endast samlar in punktdata. Ingen av dessa tillvägagångssätt har kunnat registrera processerna i en bergvolym med tillräcklig tidsmässig och rumslig detalj, kontinuerligt och i ett större rumsligt sammanhang.

För att förstå när och varför den instabila bergmassan vid Hochvogel blir mobil, 2018 hade forskare runt Michael Dietze från GFZ distribuerat ett nätverk av sex seismometrar vid toppmötet, var och en på ett avstånd av trettio till fyrtio meter från varandra. I flera månader, sensorerna har registrerat hur ofta berget svänger fram och tillbaka. Vibrationerna orsakas av vind och många små excitationer av jordens yta, och toppmötets frekvens bestäms av faktorer som temperatur, bergspänning och materialförsvagning.

Ny övervakningsmetod med seismometrar

Under sommaren 2018, forskarna kunde mäta ett återkommande sågtandliknande frekvensmönster:Under en period av fem till sju dagar, den steg upprepade gånger från 26 till 29 Hertz, bara för att återgå till sitt ursprungliga värde inom mindre än två dagar. Ökningen i frekvens orsakas av spänningsökning inom bergmassan. När frekvensen sjunker, sensorerna registrerade också en ökad sprickhastighet, som de är kända för att hända när sten rivs sönder. Denna cykliska ökning och minskning av stress genom ryckiga rörelser kallas också stick -slip -rörelse. Det är en typisk föregångare till stora massrörelser. Den avgörande faktorn här är att ju närmare denna händelse kommer, ju kortare de observerade cyklerna blir, vilket gör dem till en viktig riskindikator.

"Med hjälp av det seismiska tillvägagångssättet, vi kan nu för första gången känna, registrera och bearbeta detta cykliska fenomen kontinuerligt och nästan i realtid, "säger Michael Dietze, postdoktoral forskare vid geomorfologiska sektionen vid GFZ. Han samarbetar med kollegor från Münchens tekniska universitet i AlpSenseBench -projektet, som fokuserar på instrumentering av ytterligare alpintoppar för att studera progressiv rockinstabilitet.

Dietze uppskattar att det nya seismiska tillvägagångssättet fortfarande är rättvist från att bli en rutinapplikation:"Vi har för närvarande visat bevis på konceptet, så att säga, och nu måste resultaten upprepas någon annanstans. "Ur teknisk synvinkel, det borde inte vara för svårt, Dietze tror. Och med den ökade aktiviteten på de många fler topparna i Alperna, det finns också många användningsområden.

Utsikter:Roll av vatten och is i sprickorna

Under deras mätningar, som - med avbrott på grund av blixtnedslag - sträckte sig från juli till oktober, forskarna gjorde en annan intressant upptäckt:Medan sågtandliknande uppbyggnad och frigörande av stress var tydligt synlig under de första månaderna efter snösmältning, den försvann på sensommaren i torkaåret 2018. Tydligen, toppmötet blev kort i ett viktigt smörjmedel under sommaren:vatten. Då, bara en dag upp och ner av toppmötets vibrationsfrekvens spelade en roll:under de kalla nattimmarna drar berget ihop sig, sprickor blir större och anslutningen till det fasta berget blir mindre stringent, vilket resulterar i en minskande vibrationsfrekvens. I tur och ordning, solens värme låter bergmassan expandera, stänga små sprickor och därmed orsaka en ökning av vibrationsfrekvensen.

Under ytterligare två år, forskarna kommer nu att undersöka hur dessa dagliga och längre periodcykler interagerar och hur de kyliga vintrarna kommer att påverka djupet, vattenfyllda sprickor som skär Hochvogel. Detta inkluderar att undersöka konsekvenserna av bergmassans aktivitet vid toppmötet för den söderläge backen genom ett större seismiskt nätverk som sträcker sig ner mot Hornbachtal. Bosättningar i den dalen kommer inte att hotas av massavfall längs sluttningarna, men tillgången till toppen från detta område har redan stängts för flera år sedan på grund av en överhängande risk för stenfall.