L'intera vetta dell'Hochvogel, alta 2592 metri, è tagliata da una frattura larga cinque metri e lunga trenta metri. Continua ad aprirsi fino a mezzo centimetro al mese. Nel corso degli anni, il versante meridionale del monte è già sprofondato di diversi metri; e ad un certo punto fallirà, rilasciando fino a 260, 000 metri cubi di detriti calcarei nella valle dell'Hornbach in Austria. Un tale volume corrisponderebbe all'incirca a 260 case famiglia. Quando ciò accadrà è difficile prevederlo con i metodi convenzionali. I ricercatori dell'Helmholtz Center Potsdam, il Centro di ricerca tedesco per le geoscienze e l'Università tecnica di Monaco di Baviera, hanno affrontato questa domanda tramite sensori sismici. I dispositivi registrano la sottile vibrazione del picco:simile a una corda di violino che viene tirata più o meno, il tono del vertice cambia quando viene sollecitato, un effetto che consente una visione unica della fase di preparazione di una frana imminente. Così, anche un avvertimento tempestivo dovrebbe diventare possibile, anche se le abitazioni umane non sono minacciate direttamente in questo sito. Lo studio è stato recentemente pubblicato sulla rivista Processi e morfologie della superficie terrestre .

I cedimenti dei pendii rocciosi modellano il paesaggio

I grandi cedimenti dei pendii rocciosi si verificano ancora e ancora. Svolgono un ruolo centrale nell'evoluzione a lungo termine dei paesaggi. E sono di fondamentale interesse nella pianificazione dell'uso del suolo e negli aspetti di pericolosità. Però, perché si verificano all'improvviso e poi procedono ad alta velocità, tali movimenti di massa sono difficili da studiare. Generalmente, è chiaro che il carico meccanico o le fluttuazioni di temperatura accumulano stress all'interno della roccia, che si libera poi in processi di disgregazione:le crepe evolvono su diverse scale spaziali. Ad un certo punto, la struttura è diventata abbastanza instabile da rompersi alla fine. Mentre la fase di fallimento è già stata ben studiata, esistono ancora notevoli lacune nelle conoscenze sui loro precursori a lungo termine. Uno dei motivi è che l'installazione di apparecchiature di misurazione permanente in alta montagna è difficile e costosa. L'altro motivo è che finora il monitoraggio a lungo termine è stato spesso effettuato utilizzando dati di telerilevamento o sensori che raccolgono solo dati puntuali. Nessuno di questi approcci è stato in grado di registrare i processi all'interno di un volume di roccia con sufficiente dettaglio temporale e spaziale, continuamente e in un contesto spaziale più ampio.

Per capire quando e perché l'ammasso roccioso instabile dell'Hochvogel diventa mobile, nel 2018 i ricercatori intorno a Michael Dietze della GFZ avevano schierato una rete di sei sismometri al vertice, ciascuno a una distanza di trenta o quaranta metri l'uno dall'altro. Per diversi mesi, i sensori hanno registrato la frequenza con cui la montagna oscilla avanti e indietro. Le vibrazioni sono causate dal vento e da numerose piccole eccitazioni della superficie terrestre, e la frequenza della vetta è determinata da fattori quali temperatura, sollecitazione della roccia e indebolimento del materiale.

Nuovo metodo di monitoraggio con sismometri

Durante l'estate del 2018 i ricercatori sono stati in grado di misurare un modello di frequenza ricorrente simile a un dente di sega:per un periodo da cinque a sette giorni, è aumentato ripetutamente da 26 a 29 Hertz, solo per tornare al suo valore originale entro meno di due giorni. L'aumento della frequenza è causato dall'aumento dello stress all'interno dell'ammasso roccioso. Man mano che la frequenza diminuisce, i sensori hanno anche registrato un aumento del tasso di segnali di crack, come è noto che accadono quando la roccia viene fatta a pezzi. Questo aumento e diminuzione ciclico dello stress da movimento a scatti è anche chiamato movimento stick slip. È un tipico precursore di grandi movimenti di massa. Il fattore decisivo qui è che più questo evento si avvicina, più brevi diventano i cicli osservati, che li rende un importante indicatore di pericolo.

"Con l'aiuto dell'approccio sismico, possiamo ora per la prima volta sentire, registrare ed elaborare questo fenomeno ciclico in modo continuo e quasi in tempo reale, "dice Michael Dietze, ricercatore post-dottorato presso la Sezione di Geomorfologia del GFZ. Collabora con i colleghi dell'Università Tecnica di Monaco nel progetto AlpSenseBench, che si concentra sulla strumentazione di ulteriori vette alpine per studiare l'evoluzione progressiva dell'instabilità delle rocce.

Dietze stima che il nuovo approccio sismico sia ancora un po' lontano dal diventare un'applicazione di routine:"Attualmente abbiamo mostrato il proof of concept, per così dire, e ora i risultati devono essere ripetuti altrove." Da un punto di vista tecnico, non dovrebbe essere troppo difficile, Dietze crede. E con l'aumento dell'attività sulle molte altre vette delle Alpi, ci sono anche molte aree di applicazione.

Prospettive:ruolo dell'acqua e del ghiaccio nelle fessure

Nel corso delle loro misurazioni, che, con interruzioni dovute ai fulmini, si protrasse da luglio a ottobre, i ricercatori hanno fatto un'altra scoperta interessante:mentre l'accumulo a dente di sega e il rilascio dello stress erano chiaramente visibili nei primi mesi dopo lo scioglimento della neve, è scomparso alla fine dell'estate dell'anno di siccità 2018. Apparentemente, la vetta è rimasta a corto di un lubrificante essenziale durante l'estate:l'acqua. Per allora, solo un diurno su e giù della frequenza di vibrazione della vetta ha avuto un ruolo:durante le fredde ore notturne la roccia si contrae, le fessure si allargano e il legame con la roccia solida si fa meno rigoroso, con conseguente diminuzione della frequenza di vibrazione. A sua volta, il calore del sole fa espandere l'ammasso roccioso, chiudendo piccole fessure e provocando così un aumento della frequenza di vibrazione.

Nell'arco di altri due anni, i ricercatori ora studieranno come interagiscono questi cicli diurni e con periodi più lunghi e come gli inverni freddi influenzeranno le profondità, fessure piene d'acqua che tagliano l'Hochvogel. Ciò include lo studio delle conseguenze dell'attività degli ammassi rocciosi in vetta per il versante collinare esposto a sud da una rete sismica più ampia che si estende verso il basso verso l'Hornbachtal. Gli insediamenti in quella valle non saranno minacciati dallo spreco di massa lungo i pendii, ma l'accesso alla vetta da questa zona è già stato chiuso anni fa a causa di un imminente rischio di caduta massi.