Jak lodowiec zmienia się w pędzącą ścianę błota? Widzieliśmy to w Nepalu

Proces rozpoczyna się od oderwania fragmentu lodowca lub zbocza, które pociąga za sobą lód i skały, prowadząc do powstania gwałtownego spływu gruzowego niszczącego dolinę.
Badacze analizują zdarzenie w Himalajach, podczas którego masa lodu i skał spadła z wysokości około 4800 metrów, a zdjęcia satelitarne pomagają śledzić przebieg katastrofy.
Trudności związane z ostrzeganiem przed lawiną skalno-lodową wynikają z krótkiego czasu na reakcję i braku możliwości ochrony wszystkich zagrożonych obszarów za pomocą infrastruktury.
Więcej podobnych informacji znajdziesz na stronie głównej serwisu, otwiera się w nowym oknie

Na pierwszy rzut oka mechanizm wydaje się prosty. Fragment lodowca albo górskiego zbocza odrywa się i spada. Problem w tym, że w wysokich górach jedno takie zdarzenie może uruchomić kilka następnych. Skały zabierają ze sobą lód, lód zaczyna się topić, rozpędzona masa nabiera wody, po drodze porywa kolejne skały i osady. To, co zaczęło się jako lawina, może kilkanaście kilometrów dalej przypominać gwałtowną powódź niosącą tony rumoszu.

Właśnie taki mechanizm badają naukowcy po katastrofie, która zaczęła się po tybetańskiej stronie Himalajów, a następnie uderzyła w dolinę w Nepalu. Dokładna kolejność wydarzeń nie została jeszcze ustalona. Możliwe, że najpierw osunęło się skalne zbocze i pociągnęło za sobą lodowiec. Skały mogły też najpierw zdestabilizować lód, który runął chwilę później. Trzeci scenariusz zakłada, że to lodowiec zawalił się pierwszy, a następnie uruchomił osuwisko.

Punkt początkowy znajdował się na wysokości około 4800 m. Masa skał i lodu spadła o ponad 1200 m. „Myślę, że najlepszym określeniem jest lawina skalno-lodowa, która zaczęła się na wysokości około 4800 metrów i spadła o ponad 1200 metrów” – mówi prof. Stuart Dunning, geomorfolog z Newcastle University, w rozmowie z „The Conversation”.

Co dzieje się z lodem podczas potężnej lawiny

Samo zawalenie lodowca nie tłumaczy jeszcze rozmiarów zniszczeń. Decydujące jest to, co dzieje się z mieszaniną skał i lodu podczas gwałtownego spadania. Materiał rozpędza się, uderza o podłoże i rozpada na coraz mniejsze fragmenty. Powstające przy tym tarcie wytwarza ciepło, a część lodu bardzo szybko zamienia się w wodę.

Według Dunninga w tym przypadku lodu było wystarczająco dużo, aby powstała z niego woda zmieniła charakter całego zjawiska. Sucha lawina skalna stała się spływem gruzowym, czyli szybko przemieszczającą się mieszaniną wody, błota, skał i innych osadów. Taka masa może przebyć znacznie większą odległość i wyrządzić większe szkody niż same spadające skały.

Po dotarciu do rzeki zjawisko może jeszcze przybrać na sile. Spływ dostaje kolejną porcję wody, a jednocześnie zaczyna niszczyć dno i brzegi doliny. Porywa luźny materiał, który napotyka po drodze. Masa nie tylko przemieszcza więc materiał z miejsca, w którym rozpoczęła się katastrofa, ale sama rośnie podczas podróży.

Pierwsze informacje o katastrofie mówiły o nagłym opróżnieniu jeziora lodowcowego. Takie zdarzenia określa się skrótem GLOF, od angielskiego glacial lake outburst flood. Są jednym z najbardziej znanych zagrożeń związanych z cofającymi się lodowcami. Woda gromadzi się przed lodem albo naturalną zaporą z materiału skalnego, a jej gwałtowne przerwanie uwalnia ogromną falę. Pierwsze ustalenia sugerują jednak, że w tym przypadku takie jezioro nie było pierwotną przyczyną tragedii.

Kilkudziesięciu robotników utknęło pod śniegiem w wyniku osunięcia się lawiny w HimalajachMUZAMIL MATTOO/NurPhotoAFP

„Na razie nazywam całe zdarzenie kaskadą zagrożeń albo łańcuchem procesów” – mówi Dunning. Początkowe osuwisko skał i lodu doprowadziło do topnienia lodu, powstania spływu gruzowego, erozji doliny i transportu ogromnych ilości materiału. Każdy kolejny etap wynikał z poprzedniego i mógł zwiększać skalę zagrożenia.

Satelity pokazują, gdzie zaczęła się katastrofa

W Himalajach dodatkowym problemem jest dostęp do miejsca zdarzenia. Lawina może rozpocząć się na wysokości kilku tysięcy metrów, daleko od dróg i miejscowości. Dlatego jednym z podstawowych narzędzi wykorzystywanych przez naukowców są satelity.

Zdjęcia wykonywane przed katastrofą i po niej pozwalają znaleźć miejsce oderwania materiału i odtworzyć drogę, którą pokonał. Ponieważ część satelitów dostarcza nowych danych każdego dnia, można również obserwować, co dzieje się już po przejściu głównej fali. Rumosz może na przykład przegrodzić rzekę i utworzyć naturalną zaporę. Jeżeli zgromadzi się za nią odpowiednio dużo wody, jej przerwanie może wywołać następną powódź.

Problem może narastać wraz ze zmianą warunków panujących w Himalajach. Lodowce stają się cieńsze i cofają się, pozostawiając po sobie jeziora oraz odsłonięte, często niestabilne zbocza. Jednocześnie rozmarza wieloletnia zmarzlina obecna w skałach. Dunning porównuje ją do spoiwa pomagającego utrzymywać skały razem. Gdy lód znajdujący się w szczelinach topnieje, zmieniają się właściwości całego zbocza. Nie oznacza to jednak, że każdą lawinę skalną czy katastrofę lodowcową można bezpośrednio przypisać zmianie klimatu.

Badacze odnotowują obecnie więcej takich kaskad zagrożeń, ale Dunning przestrzega przed prostym wnioskiem, że katastrofy tego rodzaju już stały się częstsze. Największe zdarzenia są rzadkie, a dane sięgające w przeszłość są niepełne. Nie wiadomo więc jeszcze, czy przekroczony został próg, po którym podobnych katastrof będzie wyraźnie więcej.

Przed lawiną skalno-lodową trudno ostrzec

W Nepalu działał czujnik rejestrujący przepływ wody spływającej z wielu dolin. Według informacji Dunninga po wykryciu gwałtownego wzrostu poziomu wody wysłano ostrzeżenia. Nie da się jednak wyposażyć każdego górskiego potoku w osobny system pomiarowy.

Zalane błotem i zniszczone budynki oraz drzewa otoczone grubą warstwą osadów, w tle grupa ludzi stojących na suchszej części terenu.

Błotna lawina zalała miejscowości w NepaluPRAKASH MATHEMAAFP

Jeszcze trudniejsza jest odpowiedź na pytanie, co człowiek powinien zrobić po otrzymaniu alarmu. W przypadku trzęsień ziemi można przygotować stosunkowo prostą instrukcję zachowania. Przy spływie gruzowym wszystko zależy od miejsca. Jedni mieszkańcy mogą mieć kilka minut, inni kilka godzin. W jednym miejscu schronieniem będzie wysoki betonowy budynek, w innym trzeba natychmiast ruszyć w górę zbocza.

Dlatego poprawa bezpieczeństwa będzie prawdopodobnie wymagała połączenia kilku metod: obserwacji najbardziej niebezpiecznych stoków, analizy danych satelitarnych i sejsmicznych, czujników rozmieszczonych w dolinach oraz lokalnych planów ewakuacji. Problem jest tym większy, że himalajskie doliny są wykorzystywane pod zabudowę, rolnictwo i elektrownie wodne.

Technologia nie usunie jednak samego zagrożenia. Ściany błota, wody i skał poruszającej się z dużą prędkością nie da się po prostu zatrzymać konstrukcją ochronną. „Musimy również zaakceptować, że niektóre obszary są po prostu zbyt niebezpieczne, by na nich mieszkać” – mówi Dunning.