Bijna 20 jaar geleden, op 10 juli 1996, veroorzaakte een enorme rotsval 80.000 ton graniet naar een populair parcours in de buurt van Happy Isles in Yosemite National Park. De vallende rotsen veroorzaakten een luchtstroom die meer dan 250 mijl per uur bereikte, waarbij ongeveer 1.000 bomen omkwamen die een natuurcentrum beschadigden, een brug en een snackbar verwoestten en een wandelaar doodde en verschillende anderen verwondde.
Rockfalls gebeuren ongeveer 60 tot 70 keer per jaar in Yosemite, maar meestal hebben ze een duidelijke oorzaak. Er is een winterstorm doorgeblazen of er is een aardbeving geweest. Maar sommige, zoals het Happy Isles-incident, gebeuren op mooie, heldere zomerdagen zonder duidelijke reden. Nu zeggen een paar wetenschappers dat ze weten wat er achter deze rotsen zit - het is het warme, zonnige weer zelf.
"We hebben veel rotswanden in Yosemite omdat de kliffen zo groot en steil zijn", zegt Greg Stock, parkgeoloog van Yosemite. En met meer dan 4 miljoen bezoekers die elk jaar naar het park komen, vormen die rotsen een duidelijk gevaar. "We hebben geluk gehad", zegt hij, want in 150 jaar zijn slechts ongeveer 15 mensen gestorven als gevolg van rotsvallen.
Stock heeft gewerkt aan het verminderen van het gevaar voor rotsen in het park, het verplaatsen van gebouwen en plaatsen waar wandelaars of bezoekers samenkomen uit de buurt van kliffen die onverwacht rotsen zouden laten tuimelen. Maar hij heeft ook gewerkt om uit te leggen waarom de rotsen überhaupt vallen.
De rotsen in Yosemite kunnen afpellen in gigantische platen. Tijdens het rotsklimmen in het park zag Stock een van deze grote vellen van ongeveer 4 tot 6 inch dik en 13 voet breed. Het was nog steeds bevestigd aan de onderliggende rots op de hoogste en laagste punten, maar in het midden werd het gescheiden door ongeveer vier centimeter. "Ik dacht, nou, dat zou een goede zijn voor instrumentatie." Dus om het proces beter te begrijpen, volgden Stock en Brian Collins van de US Geological Survey in Menlo Park, Californië, deze plaat gedurende drieënhalf jaar met behulp van een instrument dat ze hebben ontworpen, die ze een crackmeter noemen.
Het lijkt een beetje op een schaar, het apparaat registreert de grootte van de scheur, die van uur tot uur en van dag tot dag veranderde, soms met wel 0, 4 inch per dag. Toen de zon 's morgens opkwam en de luchttemperatuur steeg, zou de rots opwarmen en zich uitbreiden van de klif, vonden Stock en Collins. 'S Nachts, als de temperatuur afkoelde, zou de rots dat ook doen en deze zou zich samentrekken naar de onderliggende klif. "Elke dag vonden we deze beweging, " zegt Stock.
"Bovendien is er een seizoenssignaal", zegt hij. De plaat zou geleidelijk naar buiten bewegen in de zomer en naar binnen in de winter. En van jaar tot jaar, "ging de scheur geleidelijk open", zegt hij.
Deze constante beweging, heen en weer, destabiliseert de plaat. "Uiteindelijk zal de rots niet meer worden ondersteund, en het zal afbreken in een rotsval, " zegt Stock.
Een foto van een rotsval in oktober 2010 in Yosemite National Park. (Tom Evans) Meestal is de trigger hiervoor iets herkenbaars, zoals een enorme regenval. Maar de hitte van de dag kan voldoende zijn om ervoor te zorgen dat een plaat eindelijk zijn breekpunt bereikt, zeggen Stock en Collins. Toen het team door het patroon van eerdere rotsvallen in het park keek, ontdekten ze dat ongeveer 15 procent voorkomt tijdens de warmste maanden van het jaar en de warmste tijden van de dag. Dat is meer dan twee keer wat zou worden verwacht door willekeurige toeval, meldt het team in Nature Geoscience .
"We denken dat dit proces ... waarschijnlijk bijna overal in Yosemite Valley gebeurt en dit proces kan deze anders mysterieuze rockfalls verklaren die zich voordoen op deze warme, heldere dagen waarop je niet zou verwachten dat er een rockfall zou plaatsvinden, " zegt Stock.
De soorten gesteente die op Yosemite worden aangetroffen, zijn over de hele wereld heel gewoon en de soorten breuken in het graniet komen ook voor in andere soorten gesteente, merkt geoloog Stephen Martel van de Universiteit van Hawaï in Honolulu op. Dit type onderzoek is "erg belangrijk om de watervallen beter te begrijpen", zegt hij.
Er ontbreken natuurlijk nog steeds stukjes in deze geologische puzzel. Martel onderzoekt momenteel hoe regenwater bijvoorbeeld kan bijdragen aan de groei van scheuren in gesteente. Maar het bestuderen van dit soort rotsen kan moeilijk zijn, merkt hij op. Een van de klassieke manieren om te begrijpen wat er gebeurt met een scheur is om een rots te schoppen of erop te slaan met een hamer; het resulterende geluid kan een geoloog aanwijzingen geven over wat er binnen gebeurt. Maar een dergelijke actie tegen platen zoals de klimsite van Stock "kan ervoor zorgen dat het hele ding faalt", zegt Martel, "en daar gaat je experiment."
Door temperatuur veroorzaakte rotsvallen, zoals die in Yosemite, kunnen in de toekomst een nog groter gevaar worden, merkt Valentin Gischig van het Zwitserse competentiecentrum voor energieonderzoek op in bijgaand commentaar. Hij schrijft: "Mogelijk, terwijl het klimaat de komende decennia opwarmt, kunnen thermisch geïnduceerde rotsvallen nog belangrijker worden voor gevarenbeoordeling en kliferosie."
