Istraživanje je pokazalo da Matterhorn kontinuirano rezonuje pod uticajem seizmičke energije, sa fundamentalnom frekvencijom oko 0,42 Hz i dominantnim horizontalnim kretanjem. Na pojedinim frekvencijama vrh je pojačao tlo i do 14× u odnosu na podnožje, iako su većina pomeranja bila u rasponu nanometara do mikrometara. Komparativna merenja na Grosser Mythenu i računski modeli potvrđuju da veličina i oblik planine određuju rezonantne frekvencije. Nalazi su važni za procenu rizika od pada stena i klizišta tokom jakih zemljotresa.
Matterhorn Se Ljulja: Vrh Pojačava Seizmičke Talase I Do 14 Puta
Science in lofty heights: Samuel Weber installs a seismometer and a solar panel on the summit of the Matterhorn. (CREDIT: Jan Beutel / ETH Zurich)
Iz daljine Matterhorn izgleda nepomično — ogroman klin stena iznad Zermata, simbol stabilnosti.
Nije tako. Nove merenja pokazuju da čuveni alpski vrh kontinuirano titra pod uticajem seizmičke energije koja prolazi kroz Zemlju. Međunarodni tim istraživača otkrio je da planina osciluje otprilike jednom u dve sekunde, sa pomerajima toliko malim da ih ljudi ne mogu osetiti, ali dovoljno jakim da ih registruju osetljivi seizmometri — a na samom vrhu signali mogu biti znatno pojačani u odnosu na podnožje.
Kako je sprovedeno merenje
Oblique aerial image showing the east flank of the Matterhorn with the Hörnli ridge on the horizon right of the summit. (CREDIT: Earth and Planetary Science Letters)
Tim je 2019. postavio seizmometre na nekoliko tačaka na Matterhornu: jedan tik ispod vrha na 4.470 m, drugi u Solvay kolibi na Hörnli grebenu i referentnu stanicu na čvrstom steništu pri podnožju. Stanice su bile učvršćene za stabilan bedrock, napajane solarnim sistemima, a podaci su automatski slati Swiss Seismological Service.
Glavni nalazi
Istraživači su utvrdili da Matterhorn ima osnovnu rezonantnu frekvenciju oko 0,42 Hz i da se njegovo kretanje uglavnom manifestuje horizontalno — slični modovi orijentisani su približno sever–jug i istok–zapad. Ti obrasci ostali su stabilni tokom meseci merenja, uprkos sezonskim promenama na površini.
Matterhorn study site and sensor installations. Photographs of seismic stations. (CREDIT: Earth and Planetary Science Letters)
Na rezonantnim frekvencijama površinsko kretanje na vrhu bilo je pojačano i do 14 puta u odnosu na stanicu pri podnožju. Na fundamentalnoj frekvenciji od oko 0,42 Hz vrh je pokazao faktor pojačanja ~9, dok je Solvay stanicа imala ~5. Većina amplitude bila je veoma mala — u domenu od nanometara do mikrometara — ali topografsko pojačanje ima značajne implikacije za geohazard.
Prigušenje i širenje rezonance
Merenja pokazuju da su rezonantni modovi snažno prigušeni (prigušenja oko 20%), što znači da planina efikasno gubi vibracijsku energiju verovatno kroz široku bazu u okolne stene. Visoko prigušenje smanjuje oštrinu rezonantnog vrha, ali širi spektar frekvencija u kome dolazi do pojačanja.
The two types of vibration at the Matterhorn: The mountain top shows the largest deflection, the foot of the mountain only a minimal one. (CREDIT: Weber S. et al, 2021)
Uporedne studije i modeli
Komplementarni eksperimenti na manjem Grosser Mythenu pokazali su više rezonantne frekvencije (oko 1,8 i 2,3 Hz) i slabije pojačanje (vrh oko 6×), što podržava zaključak da su veličina i oblik ključni za rezonantne osobine. Računarski modeli Matterhorna reprodukovali prva dva moda (oko 0,43 i 0,46 Hz) kako za pretpostavku homogenog svojstva stene, tako i za model sa povećanom krutošću pri većim pritiscima — oba su dala slične rezultate, što ukazuje da jednostavniji modeli često mogu dobro proceniti velike režime rezonancije.
Ograničenja i implikacije
Studija je merenja zabeležila u linearnom-elastičnom opsegu (mala pomeranja). Autori napominju da nelinearni efekti tokom jakih zemljotresa mogu promeniti pojačanje i da su potrebni podaci o većim pomeranjima. Takođe, zbog ograničenog broja stanica na planini nisu validirani svi visokoordinirani modovi predviđeni modelima.
Međutim, zaključak je jasan: visoki, strmi vrhovi mogu značajno pojačati dolaznu seizmičku energiju. To je važno za procenu rizika od pada stena, klizišta i oštećenja stenske mase pri jakim zemljotresima — naročito u zonama sa sličnim topografskim karakteristikama.
„Kretanja u podzemlju uzrokuju da se svaki objekat trese, što na sreću ne osećamo, ali detektujemo osetljivim mernim instrumentima,“ rekao je Donat Fäh iz Swiss Seismological Service, ETH Zurich.
Rad je objavljen u časopisu Earth and Planetary Science Letters.
Pomozite nam da budemo bolji.
