Su, permafrosttaki kaya yarıklarına girdiğinde, ısıyı yerin derinliklerine taşıyarak donmuş kayanın çözülmesine neden olur. WSL Kar ve Çığ Araştırma Enstitüsü’ndeki (SLF) araştırmacılar, dikkat çeken bir örnek kullanarak hangi süreçlerin kayaları çökme noktasına kadar istikrarsızlaştırdığını araştırdılar.
13 Haziran 2023’te, Matterhorn’a en önemli erişim yolu olan Hörnligrat’ta bağımsız bir kaya sütunu çöktü. Yaklaşık 20 metreküp kaya düştü; şans eseri kimse yaralanmadı. Yıllardır karların erimesi sırasında sütunun altındaki kayaya su sızıyor, geçici olarak çözülüyor, sonra kayayı zayıflatıyor ve böylece yavaş yavaş istikrarsızlaştırıyordu.
SLF araştırmacısı Samuel Weber, “İklim değişikliği bu tür süreçleri hızlandırıyor ve bu da artık yüksek dağlardaki permafrost bölgelerinde kaya düşmelerinin artan sıklığının arkasında ortak bir itici güç haline geliyor” diyor.
Araştırmacılar kaya sütununu dokuz yıl boyunca gözlemledi ve ölçtüler. Bu çalışmadaki en önemli ekipmanı GNSS alıcısıydı.
Onun yardımıyla araştırmacılar sütunun her hareketini milimetreye kadar kaydetmeyi başardılar. Bu ölçüm serisini diğer şeylerin yanı sıra sismik sinyaller, hızlandırılmış görüntüler ve lazer kayıtlarıyla karşılaştırdılar. Hörnligrat’tan alınan kaya örneklerini temel alarak, uluslararası bir proje kapsamında kaya sütununu laboratuvarda incelediler.
Weber, “Permafrost erimesi, kaya kütlesinin hareket etmeye başladığı kritik sürtünme açısını önemli ölçüde azaltır” diye açıklıyor. Bulgularını bir bilgisayar modeline aktardı. Simülasyon Matterhorn’da ölçülen hareketleri bire bir yeniden ürettiği için bu bir başarıydı.
Araştırma dergide yayınlandı Dünya Yüzey Dinamiği.
Kayadaki zincirleme reaksiyon
Üç etki istikrarsızlığı şiddetlendiriyor. İklim değişikliği nedeniyle, daha önce kayayı kapatan permafrosttaki buz eriyor. Bu, suyun daha derine nüfuz etmesine ve kayaya baskı yapmasına olanak tanır.
Aynı zamanda su yeraltında daha yüksek sıcaklıklara neden olur. Bu bir zincirleme reaksiyondur, çünkü permafrost ve buzun daha hızlı erimesine neden olur, bu da suyun ve dolayısıyla ısının daha da derinlere nüfuz etmesine olanak tanır.
Weber, “Bu aynı zamanda kırılma noktasındaki sürtünmeyi %50’ye kadar azaltır, bu da kayayı daha da zayıflatır” diyor.
Çöküşten on gün önce
Bu etkilerin etkileşimi Hörnligrat’ta olağanüstü bir şekilde ortaya çıktı. Kaya sütunu yıllardır yavaşça eğiliyordu ve bu süreç 2022’den itibaren hızlanacak.
Weber, “Hızlandırılmış fotoğraflar, Haziran 2023’teki çöküşten önceki on gün içinde gözle görülür bir ivmeyi belgeliyor” diyor. Aynı zamanda civardaki üç sismometre, yaklaşmakta olan çöküşün dinamiklerine dair kanıt sağladı.
Weber, “Permafrosttaki hava durumu verileri ve sıcaklıklar, sızan suyun yeraltında hızlı, kısa süreli erimeye neden olduğunu ve olayda önemli bir rol oynadığını gösteriyor” diye açıklıyor.
Permafrosttaki kaya kayması riskini daha iyi değerlendirmek amacıyla Weber, donmuş kayadaki sıcaklık, su ve buz arasındaki etkileşim ve bunun mekanik etkileri hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyor. Bunu yapmak için daha fazla veriye ihtiyacı var. “Artık suyun rolüne odaklanıyoruz ve bu amaçla çeşitli ölçüm yöntemlerini birleştiriyoruz.”
