Am 9. März 2025 hat ein Forschungsteam der Universität Konstanz unter der Leitung von Matthias Fuchs, Florian Vogel und Philipp Baumgärtel neue Erkenntnisse über die Stabilität von Schneemengen und deren Verhalten unter bestimmten Bedingungen veröffentlicht. Dabei liegt der Fokus auf der Untersuchung der physikalischen Eigenschaften von Lawinen sowie anderen ungeordneten Materialien. Diese Forschung ist besonders relevant für die Produktion neuartiger Materialien mit verbesserten Eigenschaften, vor allem in granularen Systemen und Schäumen, wie uni-konstanz.de berichtet.
Die Forscher verwenden innovative Methoden, wie das Modell der „Euclidean random matrix“ (ERM), um zu analysieren, wann und wie ungeordnete Festkörper ihre Stabilität verlieren und in Bewegung geraten. Die Analogie, die sie hierbei ziehen, veranschaulicht die molekulare Struktur eines Festkörpers mit einer Kiste voller Bauklötze, wobei die Stabilität durch die ordentliche oder ungeordnete Anordnung der Klötze bestimmt wird. Durch gezielte Vibrationen im Teilchensystem, ohne Beeinflussung der Schwerkraft, konnten die Wissenschaftler interessante Ergebnisse erzielen.
Erkenntnisse zu Stabilitätsverlust und Experimenten
Der Stabilitätsverlust tritt dabei besonders dann auf, wenn die erzeugten Vibrationen eine niedrige Frequenz erreichen, die nahe bei null liegt. An diesem Punkt verschwindet die Schallgeschwindigkeit, und die Teilchen bewegen sich in Clustern, ohne wieder zurück in ihre ursprüngliche Position zu kehren. Diese Beobachtungen sind unabhängig von Temperaturveränderungen, auch extreme Kälte hat keinen Einfluss auf die Stabilität.
Für die Zukunft sind bereits spannende Experimente auf der Internationalen Raumstation (ISS) unter Schwerelosigkeitsbedingungen geplant. Diese sollen im Rahmen des Projekts GraSCha im Herbst 2025 durchgeführt werden und könnten neue Dimensionen in der Forschung zu Schneeverhalten eröffnen.
Substanzen und Gefahren von Lawinen
Im Kontext der aktuellen Forschung ist es wichtig, auch die verschiedenen Arten von Lawinen zu betrachten, die sich je nach Wetterbedingungen und Schneedecke bilden. mein-lernen.at beschreibt fünf Haupttypen:
- Schneebrettlawine: Entsteht durch Abrutschen einer Schneeschicht auf einer Schwachschicht, oft durch Wintersportler ausgelöst. Geschwindigkeiten bis zu 150 km/h sind möglich.
- Lockerschneelawine: Breitet sich fächerförmig aus und ist meist langsamer. Sie verursacht weniger als 10 % der Lawinenunfälle.
- Gleitschneelawine: Die gesamte Schneedecke rutscht ab, vor allem in den Frühlingsmonaten.
- Staublawine: Entsteht aus großen Schneebrettlawinen und kann Geschwindigkeiten bis zu 300 km/h erreichen.
- Nassschneelawine: Durchfeuchtung der Schneedecke durch Regen oder Erwärmung, sehr gefährlich und häufig in den Nachmittagsstunden im Frühling.
Die Untersuchung dieser Lawinenarten ist eng mit der Forschung zur Stabilität von Schneemengen verknüpft. Laut slf.ch beschäftigt sich die Forschungseinheit intensiv mit den physikalischen Eigenschaften von Schnee und den Austauschprozessen zwischen Boden und Atmosphäre. Ziel ist das Verständnis alpiner Naturgefahren und die Wechselwirkungen zwischen Kryosphäre und Klimaveränderungen.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die Erkenntnisse aus der Forschung der Universität Konstanz nicht nur tiefere Einblicke in die Stabilität von Materialien geben, sondern auch relevante Informationen für die Prävention und das Management von Naturgefahren, wie Lawinen, liefern können.
