I många kustzoner och raviner, instabila klippor misslyckas ofta när grundstenen under dem krossas. Stora vattenvågor kan skapas, hotar människors säkerhet.

Under den här veckan Vätskans fysik forskare i Kina avslöjar den mekanism genom vilken dessa klippor kollapsar, och hur stor, tsunamiliknande vågor, kallas impulsvågor, är skapad. Få experimentella studier av detta fenomen har genomförts, så detta arbete representerar värdefull ny data som kan användas för att skydda mot förestående katastrof.

Experimenten utfördes i en transparent, rektangulär låda. En stor vattenmassa placerades i ena änden av lådan och en granulär hög i den andra. Högen separeras från vattnet med en rörlig grind. När porten snabbt förs uppåt, högen faller ihop och glider i vattnet, inducerar vågverkan.

Formen på de granulära partiklarna valdes för att likna formerna på prover från Three Gorges Reservoir -området i Kina. Rörelse av vattenmassan observerades med ytterligare flytande och suspenderade partiklar. Rörelser av denna andra grupp av partiklar detekterades av en kamera utanför lådan med 100 bilder per sekund.

Utredarna varierade bredden och höjden på den granulära högen och, separat, vattnets höjd. Stapelns höjd-till-bredd-förhållande befanns vara kritiskt, bestämma hur högen kollapsar liksom de typer av impulsvågor som produceras.

Högen kollapsade i fyra steg, så småningom pressar bort vattnet. De resulterande vattenrörelserna överfördes tillbaka till högen under vissa förhållanden, skapa virvlar. Tre typer av vattenvågor genererades:övergångsvågor, ensamma vågor och hål.

Övergångsvågor förfaller gradvis när de förökar sig. Ensamma vågor, fastän, består av en enda vattenkamm som rör sig snabbt, utan att minska dess amplitud. I en borrning, toppen av vågen går sönder och rinner fram.

Genom att anpassa de observerade experimentella data till en formel, utredarna utvecklade ett sätt att förutsäga vilken typ av våg som skulle produceras.

"Dessa formler är mycket lämpliga för kollaps av delvis nedsänkta granulära högar, "sa medförfattaren Huang Bolin.