探險(xiǎn)隊(duì)在雪坡上做了一個(gè)切口安裝帳篷。圖片來(lái)源：Gaume/Puzrin

搜救者發(fā)現(xiàn)的遇難者帳篷 圖片來(lái)源：Wikipedia Commons

這個(gè)研究的開頭是一個(gè)悲傷的故事。

62年前，蘇聯(lián)的一支學(xué)生探險(xiǎn)隊(duì)在一座雪山神秘全部死亡。蘇聯(lián)調(diào)查者以“自然殺手”為這些徒步者的死亡“蓋棺論定”。

如今，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院教授Johan Gaume和蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院巖土工程系教授Alexander Puzrin可能搞清了那個(gè)寒冷的夜晚到底發(fā)生了什么。相關(guān)論文近日刊登于《通訊—地球與環(huán)境》。

一個(gè)謎團(tuán)

2019年10月初，一通電話將Gaume與蘇聯(lián)歷史上一個(gè)最大的謎團(tuán)聯(lián)系在一起。

那是1959年1月27日，一個(gè)主要由烏拉爾高爾基國(guó)立大學(xué)學(xué)生組成的10人團(tuán)隊(duì)，在23歲的Igor Dyatlov帶領(lǐng)下，開始了為期14天的徒步旅行，前往位于斯維爾德洛夫斯克州北部的Gora Otorten山。團(tuán)隊(duì)成員都有豐富的越野和滑雪經(jīng)驗(yàn)，不過(guò)，他們的路線當(dāng)時(shí)被列為第三類——風(fēng)險(xiǎn)最高，這里氣溫可低至零下30攝氏度。

1月28日，探險(xiǎn)隊(duì)的一名成員Yuri Yudin決定返回。但他沒想到，自己再也見不到團(tuán)隊(duì)其他同學(xué)了。

團(tuán)隊(duì)最初預(yù)定返回出發(fā)地Vizhay村的日子已過(guò)，但沒有人回來(lái)。

2月26日，救援隊(duì)在探險(xiǎn)隊(duì)目的地以南約20公里的烏拉爾山（也被稱為“死亡山”）山坡上發(fā)現(xiàn)了損壞嚴(yán)重的帳篷，而且探險(xiǎn)隊(duì)的物品都留在了這里。往下走，在一棵西伯利亞老雪松樹下，救援隊(duì)發(fā)現(xiàn)了兩具只穿著襪子和內(nèi)衣的尸體。

后來(lái)，救援人員在大樹和帳篷之間又發(fā)現(xiàn)了3具尸體，其中就有Dyatlov。據(jù)推測(cè)，他們是在試圖返回營(yíng)地時(shí)被凍死的。兩個(gè)月后，救援隊(duì)在積雪深厚的峽谷中發(fā)現(xiàn)了剩下的4具尸體。這幾名死者傷勢(shì)嚴(yán)重，并伴有胸部和頭骨骨折。

蘇聯(lián)當(dāng)局進(jìn)行了調(diào)查，并在3個(gè)月后得出結(jié)論：是一種“令人信服的自然力量”導(dǎo)致了這些徒步旅行者的死亡。在沒有幸存者的情況下，2月1日至2日晚上發(fā)生的事件無(wú)人知曉，并留下了從雪人到秘密軍事實(shí)驗(yàn)的無(wú)數(shù)猜測(cè)。

這就是Gaume面臨的謎題。

兩位學(xué)者

時(shí)間回到2019年。當(dāng)時(shí)來(lái)電的是一位美國(guó)《紐約時(shí)報(bào)》記者，詢問Gaume對(duì)60年前發(fā)生的這場(chǎng)悲劇有何見解，它后來(lái)被稱為迪亞特洛夫之謎。

Gaume是洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院雪和雪崩模擬實(shí)驗(yàn)室主任，那時(shí)，他從未聽說(shuō)過(guò)這個(gè)案子?！拔乙笥浾叩诙旖o我回電話，以便自己能收集更多信息。之后，我了解到的東西激起了我的興趣。”他回憶說(shuō)。

接到電話后，Gaume開始在黑板上寫下方程式和數(shù)字，試圖從純粹的力學(xué)角度推斷發(fā)生了什么。最后，他告訴記者，很可能是一場(chǎng)雪崩襲擊了探險(xiǎn)隊(duì)，當(dāng)時(shí)他們正在帳篷里睡覺。

這一理論是最合理的，也是俄羅斯檢察官辦公室在2019年應(yīng)遇難者親屬的要求重啟調(diào)查后提出的。

但證據(jù)的缺乏和奇怪事情的存在未能說(shuō)服所有人?！拔液芨信d趣，開始更深入地研究，于是我聯(lián)系了Puzrin?！?/p>

Puzrin欣然同意?！拔覅⑴c這項(xiàng)研究是因?yàn)槲抑肋@個(gè)謎團(tuán)，而且我對(duì)漸進(jìn)失效機(jī)理感興趣。”Puzrin在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)說(shuō)，“尤其是因?yàn)槲覂赡昵熬烷_始研究板狀雪崩了，主要探索觸發(fā)山體滑坡和實(shí)際發(fā)生之間的一段時(shí)間內(nèi)會(huì)發(fā)生什么?！?/p>

這正是1959年發(fā)生的事情：探險(xiǎn)者在白雪覆蓋的山坡上挖了個(gè)洞搭帳篷，但雪崩直到幾個(gè)小時(shí)后才發(fā)生。

“雪崩理論至今未被完全接受的一個(gè)主要原因是，沒有人能解釋它是如何發(fā)生的?！盙aume說(shuō)。

首先，救援隊(duì)沒有發(fā)現(xiàn)任何雪崩或沉積的明顯證據(jù)。其次，帳篷上方的平均坡度不到30度——不足以發(fā)生雪崩。而且，如果發(fā)生雪崩，至少是在坡被開鑿9個(gè)小時(shí)后觸發(fā)的。最后，在一些受害者身上觀察到的胸部和頭骨損傷并不是典型雪崩造成的傷害。

于是，Gaume和Puzrin一起梳理了相關(guān)檔案。他們還與參與調(diào)查該事件的其他專家進(jìn)行了交談，并開發(fā)了分析和數(shù)值模型，以重建那場(chǎng)可怕的雪崩。

還原可怕夜晚

在論文中，Gaume和Puzrin試圖解決這些問題。他們開發(fā)了兩個(gè)模型：用來(lái)估計(jì)觸發(fā)雪崩所需時(shí)間的分析方法來(lái)自蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院，洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)則估算雪崩對(duì)人體的影響——將有助于更好地理解自然雪崩和相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。

首先，探險(xiǎn)隊(duì)員身上的傷是怎么來(lái)的？“我們進(jìn)行了數(shù)值模擬，以評(píng)估不同大小雪塊的影響。該模型是根據(jù)通用汽車公司在上世紀(jì)70年代進(jìn)行的致命碰撞試驗(yàn)進(jìn)行校準(zhǔn)的?！盙aume告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，“結(jié)果表明，小型板狀雪崩引發(fā)的雪塊沖擊可能造成中度至重度傷害，這與尸檢報(bào)告一致。而另一種假設(shè)是這些傷可能是后來(lái)在峽谷里撞擊造成的。”

另一個(gè)謎題是，探險(xiǎn)隊(duì)鑿開雪坡和觸發(fā)雪崩之間有一個(gè)時(shí)間差。之前的調(diào)查人員一直無(wú)法解釋，那天晚上沒有降雪，怎么會(huì)在半夜觸發(fā)雪崩？

“在失效機(jī)理中，故障不會(huì)立即發(fā)生，而是在觸發(fā)后的一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生。根據(jù)法醫(yī)證據(jù)，這場(chǎng)事故中的時(shí)間延遲是9~13個(gè)小時(shí)?！盤uzrin說(shuō)，“時(shí)間差取決于雪的沉降速率，而雪的沉降速率又取決于風(fēng)速。為了使一切都合理，我們需要一個(gè)物理模型。這種模型在文獻(xiàn)中并不存在，必須在該研究中加以發(fā)展?！?/p>

Puzrin團(tuán)隊(duì)之前提出一種新模型，建立了地震誘發(fā)雪崩延遲的基本機(jī)制，其機(jī)理是雪的蠕變、應(yīng)變軟化和應(yīng)變速率敏感性相互作用。該模型表明，地震引發(fā)的延遲雪崩很罕見，但也是可能的，并會(huì)導(dǎo)致重大破壞，特別是在較長(zhǎng)的緩坡上。相關(guān)論文刊登于英國(guó)《皇家學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)A卷：數(shù)學(xué)、物理和工程科學(xué)》。

而在悲劇發(fā)生的那一晚，研究人員發(fā)現(xiàn)，最重要的因素之一是重力風(fēng)的存在，也就是在重力作用下將空氣吹下斜坡的風(fēng)。這些風(fēng)可能把雪吹到帳篷上并堆積起來(lái)。

“如果他們沒有在斜坡上開個(gè)洞，什么都不會(huì)發(fā)生。這是最初的觸發(fā)點(diǎn)，但單憑這一點(diǎn)還不夠。下降風(fēng)可能使雪飄移，并使額外的負(fù)荷慢慢積累起來(lái)。在某個(gè)點(diǎn)上，裂縫可能已經(jīng)形成并擴(kuò)展，導(dǎo)致雪板崩塌?！盤uzrin說(shuō)。

盡管如此，兩位科學(xué)家都對(duì)他們的發(fā)現(xiàn)持謹(jǐn)慎態(tài)度，并明確表示，這次事件的很多方面仍是一個(gè)謎?！皼]有人真正知道那天晚上發(fā)生了什么。但我們提供了有力證據(jù)，證明雪崩理論是可信的?！盤uzrin說(shuō)。

兩位學(xué)者希望用科學(xué)為這場(chǎng)事故畫上句號(hào)。