Neue Erkenntnisse: Wie springende Samen Erdrutsche und Lawinen besser vorhersagbar machen könnten

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Durch Ernst Müller
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Hüpfende Samen veranschaulichen das Konzept von Erdrutschen und Lawinen.

BerlinEine aktuelle Studie hat herausgefunden, dass die Samen des Lapsi-Baums, bekannt als Champatis, zur Untersuchung von Erdrutschen und Felslawinen verwendet werden können. Diese Samen, die in Nepal auch als Kinderspielzeug dienen, besitzen eine komplexe Struktur, die das Bewegungsverhalten von Felsen an Hängen nachahmen kann.

Forscher der Technischen Universität München, des Kathmandu Institute of Complex Flows und der Tribhuvan Universität untersuchten das Bewegungsverhalten von Champati-Samen, wenn sie Hügel hinunterrollen. Die Studie analysierte, wie Form und Struktur dieser Samen ihr Rollen beeinflussen. Ihre Ergebnisse könnten dazu beitragen, geologische Bewegungen besser zu verstehen, etwa wie sich Gesteine bei Lawinen verhalten.

Die Samen zeigen aufgrund ihrer besonderen Struktur ein komplexes Verhalten. Ihre Bewegung könnte veranschaulichen, wie sich Materialien bei Erdrutschen ausbreiten. Die Ergebnisse könnten sowohl die Geowissenschaften als auch die Verfahrenstechnik in der Industrie beeinflussen.

Die Untersuchung von Erdrutschen und Felslawinen erfordert normalerweise teure und komplexe Ausrüstung, aber Champatis bieten eine einfachere und möglicherweise bahnbrechende Alternative. Ihre Form führt dazu, dass sie auf Hängen unvorhersehbar rollen, sich drehen und springen, was das Verhalten natürlicher Felsstürze realistisch nachahmt.

Die Forscher nutzten Hochgeschwindigkeitskameras, um die Bewegung von Samen auf einer geneigten Fläche aufzuzeichnen. Sie entdeckten, dass die Art und Weise, wie sich die Samen ausbreiten und verlangsamen, den Vorgängen in einem Felsrutsch ähnelt. Diese Erkenntnisse könnten helfen, bessere Vorhersagemodelle zu entwickeln und Strategien zur Minderung der Auswirkungen in gefährdeten Gebieten zu entwerfen.

Mehr Forschung ist erforderlich, um die Champatis eingehender zu verstehen. Wir müssen noch ihre mechanischen, strukturellen und dynamischen Eigenschaften untersuchen, um deren Anwendung bei der Erforschung geologischer Massenbewegungen zu prüfen. Derzeit stehen wir vor Herausforderungen, da uns die fortschrittliche Technologie und die notwendigen Einrichtungen fehlen. Aus diesem Grund sucht unser Forschungsteam die Zusammenarbeit mit gut ausgestatteten Institutionen in anderen Ländern.

Diese Entdeckungen könnten weitreichende Anwendungen über die Geologie hinaus haben. Die besonderen Eigenschaften von Champatis könnten zu neuen Methoden in industriellen Prozessen führen, die stark auf Strömungsdynamik angewiesen sind. Mit fortschreitender Forschung könnten sich zudem neue Einsatzmöglichkeiten in den Erdwissenschaften und Ingenieurbereichen eröffnen.

Die Studie wird hier veröffentlicht:

http://dx.doi.org/10.1063/5.0230878

und seine offizielle Zitation - einschließlich Autoren und Zeitschrift - lautet

Shiva P. Pudasaini, Bekha R. Dangol, Chet N. Tiwari, Jeevan Kafle, Puskar R. Pokhrel, Parameshwari Kattel. The Champati Slide. Physics of Fluids, 2024; 36 (11) DOI: 10.1063/5.0230878
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