来源:果壳
1959年1月下旬,并不算苏联最冷的时节,十位登山爱好者组队前往乌拉尔山脉。
除了38岁的谢苗·佐罗塔列夫,九人都是乌拉尔工学院的学生或毕业不久的学长,年龄在20-24岁,队长是23岁的伊戈尔·佳特洛夫。
年轻归年轻,队里每人都拥有II级登山证,经验丰富。此行是一场滑雪探险之旅,目的地是奥托腾山,归来后全员的登山证将会升到III级,也是最高等级。
左上为佳特洛夫,右下为幸存者尤丁丨Dyatlov Memorial Foundation可是,没有一个人如愿走完这次旅程。21岁的尤里·尤丁在进山前因为关节疼痛而离队返回,其他人全部在山间遇难,队员的日记最后停在2月1日。
这就是有名的佳特洛夫事件。
直到现在,我们也不能确定登山队经历了什么,只知道他们的帐篷从内部被划开,所有人离开了帐篷;且大多数人没有穿好鞋和外套,最终死于失温症,就是冻毙。也许是夜晚休息时发生紧急情况,比如雪崩,大家来不及准备就逃了出去,把自己交给摄氏零下20多度的冰天雪地。
佳特洛夫的遗体丨Russian National Archives不过,总有一些难以解释的疑点,令许多人坚信登山队没有遇到雪崩。即便俄罗斯官方在2019年2月重启事件调查,2020年7月将雪崩认定为登山队的“正式死亡原因”,外界依然充满怀疑。
直到最近,洛桑联邦理工学院(EPFL)和苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的两位科学家,提出一种与从前不同的雪崩假说,并用物理模拟实验证明了雪崩发生的可能性。哪怕不足以破解整个事件里所有的谜团,也能化解一部分令人在意的疑点。
“雪崩是骗人的吧?”
先来看看,雪崩的主要疑点有哪些。
1959年2月26日,搜索队在霍拉特·恰赫利山上发现了登山队的帐篷。它并没有被几米厚的积雪淹没,而是暴露在外,上面只有少量的雪。不止如此,走向山下的脚印也清晰可辨。
帐篷与脚印,现场未发现9人之外的多余脚印丨dyatlovpass.com也就是说,现场看不出发生过雪崩的迹象。搜索队在事发一个月内到达现场,雪崩假如真的来过,为什么没有留下明显的痕迹?这是疑点之一。
雪崩痕迹举例,来自瑞士格里亚莱奇地区丨SLF第二,法医尸检报告显示,两位死者胸部有严重损伤,肋骨断裂,却没有与之对应的明显外伤。还有两位死者颅骨骨折。这些像是身体受到大力挤压的结果,和车祸造成的伤害有些接近。而类似的损伤在雪崩当中并不典型。
第三,经验告诉人们,雪崩通常降临在30度以上的陡坡,但登山队所在的山坡相对平缓。在佳特洛夫带队到来之前,那里已有过100多次探险活动,从没有人汇报雪崩风险。
那么,缓坡会不会因为某个特殊的操作而发生雪崩?比如,俄罗斯官方重启调查之后就认为,登山队在雪坡上挖好了一处他们认为安全的空间来搭建帐篷,却因此破坏了积雪的稳定。
在-25℃左右的环境,手表大约在佩戴者死亡后1小时停走丨dyatlovpass.com这也引出了第四个疑点。根据登山队员相机里照片的拍摄时间、手表停下的时间、没有保暖衣物的人类能在摄氏零下25度低温环境里存活的时长等等数据,可以推测从挖雪完毕到事发之间,有大约9至13小时的间隔。这个时间差也很难解释。
由于各种疑点的存在,雪崩一说多年来受到强烈的反驳。只有解开其中的缘由,才有机会让更多的人信服。
有人力,也有风力
约翰·高梅(Johan Gaume)教授是洛桑联邦理工学院雪与雪崩模拟实验室的负责人。他说,在2019年10月接到《纽约时报》记者的电话之前,自己甚至没听说过佳特洛夫事件。但当被问到对事件怎么看,他立刻有了兴趣,还叫上苏黎世联邦理工学院土力工程学系主任亚历山大·普兹林(Alexander Puzrin)教授一起研究,60年前的山上究竟发生过什么。
从雪坡上切出一片平地丨登山队员相机科学家们看着登山队员在相机里留下的最后一张照片,画面里的人们正从雪坡上切割出一片平地,准备在那里搭建帐篷。普兹林教授也相信,就是这个操作触发了雪崩。
不同的是,他和高梅教授还考虑到了其他自然因素的助攻。
在风力作用下,局部积雪增厚丨EPFL高梅教授对山体的形状和事发当晚的风速建了模。模型证实,在切割雪坡的动作完成后,会有一层被山风吹落的雪,逐渐压在帐篷背后的斜坡上,造成局部积雪增厚。那一层雪叫做风成雪板(wind slab)。
风成雪板之下是原有的雪板(slab),雪板再往下一层是深霜(depth hoar)。比起其他层,深霜层的雪尤为脆弱,难以承受强大的外力,容易崩塌。雪坡的切口附近积雪越多,施加给深霜层的力也越大。当局部积雪达到一定的量,就有可能发生雪崩。
只不过,风力搬运足够的积雪,需要一些时间。这也解释了为什么在登山队切割雪坡之后,没有立即发生雪崩,而是出现了9-13小时的延迟。
左为脆弱层(深霜层)的雪,不易黏合丨Nature像这样由于脆弱层承受不了表层雪的力量而发生的雪崩,叫做板状雪崩(slab avalanche),通常是由外部因素(如滑雪者)触发的。
2013年,有一项研究统计了139场人类意外触发的雪崩,发现山坡角度甚至可以低于25度。也就是说,雪崩并不只出现在30度以上的陡坡。
139个案例中,雪坡角度几乎与地表角度一致那么,佳特洛夫事件发生的山坡角度有多大?
帐篷附近的雪坡平均角度在23度左右,而被积雪压在下面的地表(ground surface)比这更陡一些,最高可达30度。处在中间的是最脆弱的深霜层,平均角度大约有28度。
科学家们相信,帐篷所在的位置完全有可能遭受雪崩。
为什么现场缺少雪崩痕迹?
团队依据雪坡的角度、各层雪的密度和抵抗形变的能力等等因素,做了雪崩模拟实验。结果表明,霍拉特·恰赫利山上发生的很可能是一场小规模板状雪崩。
团队通过物理模拟实验认为,登山队遇到的小规模雪崩可能不会留下明显痕迹模拟器显示,移动的雪块能填补上登山队挖走的那一角,但积雪没有发生大规模的滑落。这样便很难留下明显的痕迹,20多天之后就更不容易用肉眼发现。
此处,不得不提科学家们拿来模拟雪崩的方法。它叫“物质点法(MPM)”,最早在《冰雪奇缘》电影里负责为雪生成逼真的动态。
板状雪崩首次被模拟,来自高梅教授团队丨Nature高梅教授惊叹于MPM的表现,并向特效团队取经。2018年,他和同事们为MPM进化出了模拟雪崩的复杂能力,它可以展现脆弱层崩塌的具体过程,也能预测一场雪崩的规模。
为什么死者有胸部创伤?
科学家们在瑞士达沃斯一座积雪的山坡上,做了破坏脆弱层的实验。结果发现,这样的“雪崩”当中滑下的雪块体积不小。
破坏脆弱层之后,雪块滑落丨EPFL而每立方米的雪,可重达400公斤。类似图中尺寸的雪块,如果冲击人类的胸部或头部,很有可能造成严重的伤害。
这让科学家们想到了车厂的碰撞实验。1970年代,通用汽车就用不同大小的物体和不同的速度去撞击人类遗体的胸部,观察人体受到的伤害。
而这一次,科学家是用模拟器测试不同大小的雪块(0.125-0.5立方米)在胸部造成的伤害,建模时也借用了通用汽车实验报告的数据。
模拟器跑出的结果,在汽车行业的简明损伤定级标准(AIS)当中,对应了中度到重度的胸部损伤,但不是立即致命的损伤,这也吻合了当年遇难者的尸检报告。
A-D代表人体模型受到的4种压迫,人体颜色代表受压迫程度,A用通用汽车碰撞实验中的坚硬长方体(对照)压迫,速度7m/s,B-D用不同尺寸雪块压迫,速度2m/s丨参考文献1
这样的伤害在雪崩当中确实不常见。但科学家说,佳特洛夫事件有个特殊的因素,是登山队把滑雪板铺在了地上。假如雪崩来临的时候队员们正在休息,他们不是躺在柔软的表面,而是有坚硬的物体在背后支撑,身体就可能受到强烈的冲击。
至此,团队已经用实验和模拟实验,解释了雪崩假说的四个主要疑点:缓坡、时间差、痕迹缺乏,以及并不典型的创伤。
今年1月28日,他们的研究成果发表于Nature子刊Communications Earth & Environment。
故事还不完整
这项研究的目的是说明雪崩在事件中发生过的可能性,但也仅此而已。科学家们并没有幻想过,借此揭开佳特洛夫事件留下的所有未解之谜。
上为原定目的地奥托腾山,下为发现遗体的霍拉特·恰赫利山,也是当地土著曼西人语言中的“死亡之山”丨谷歌地图比如,登山队的目的地是奥托腾山,搜索队却在10公里外的霍拉特·恰赫利山发现了他们。这次旅程的路线是队员们出发前设计好的,并且向当地的体育文化与运动委员会汇报通过。一支经验丰富的登山队,为什么会临时改变路线?
比如,1959年登山队出发前,佳特洛夫和所在的运动俱乐部约定,等队伍返回登山口附近的村庄维扎伊,就发电报给俱乐部,时间不会超过2月12日。由于一直没有消息,2月20日一支自发的搜索队开始行动,警方和军队随后跟上。但苏联解体后,封存的调查文件重见天日,人们发现这起事件的调查从1959年2月6日就已开始,甚至不到约定发出电报的期限。这是为什么?
1959年官方调查文件封面,左为原封面,右为更新封面,显示开始调查的日期为1959年2月6日丨dyatlovpass.com再比如,遇难者的一些衣物里检测出了放射性。且不论放射性物质从何而来,当局为什么会派一位技术人员携带盖革计数器去检测放射性污染?
类似的谜团还有不少。或许从1959年5月下旬,苏联当局以“无法克服的强大自然力量”为结论中止调查的那一刻起,许多问题的答案也被无限期封存了。
就连相信雪崩假说的约翰·高梅教授,都觉得佳特洛夫事件永远不会完全结案。他说,用科学方法证明雪崩可能存在,也不一定能被公众接受。毕竟,在一起错综复杂的事件面前,雪崩一说难免显得过于简单了。