为什么炎热的夏天也会发生岩崩？

如果你去约塞米蒂国家公园给攀岩运动员们一些提醒，最合适的建议恐怕就是让他们在温暖的晴天攀爬时注意一下安全吧。尽管从常识上来讲，天气干燥时的岩石表面要比湿润时更安全，但晴天时，岩石还存在一些潜在危险：峭壁上的岩片或岩块会在毫无预警的情况下掉下来。每年，全世界会有很多起这样的岩崩发生，然而引起岩崩的原因至今仍是个谜。近日，美国地质勘探局（United States Geological Survey）的地质工程师和地质学家们揭开了岩崩发生的秘密。

美国加利福尼亚周的约塞米蒂国家公园是岩崩的频发地区，这里至今已经发生了上千次岩崩。然而在所有岩崩中，有15%的情况不存在任何诱因，即没有地震、强降水和冻融循环（岩体表面的冰霜融化成水滴，水分将沿着结构表面的孔隙向内部渗透；当温度降到0℃以下时，其中的水分结成冰，产生膨胀，膨胀应力较大时，岩体出现裂缝）。事实上，有一些岩崩就发生在晴朗的夏天。

为了找出这15%的岩崩发生的原因，研究人员在一块岩片的3个不同地点安装了应变仪（测量机械零件、构件或试样应变的仪器），以测量岩片长度上的整体变化。在2010年5月到2013年10月这段时间内，研究人员每隔5分钟测量一下它的变形程度。该岩片长19米、宽4米、厚10厘米、重20吨，是一块花岗岩的一层，顶部和底部与所在的岩石连接在一起。另外，研究人员用一种看起来像剪式千斤顶（一种起重设备，主要用于小吨位的汽车的顶起）的设备监测岩片和它所在岩石之间的距离。他们还分别测量了岩片和所在岩石之间的孔隙部位（大约有12厘米宽）的日照强度、空气湿度和温度，以及岩片向外2厘米距离处的空气的湿度和温度。在这42个月的时间内，研究人员用一种激光发射器，从距岩片30厘米的地方对岩片进行扫描，从而获得了岩片运动的测量信息。

研究人员发现，岩片每天向外膨胀8毫米，然后再收缩回来。虽然湿度的变化没有对岩片产生太大的影响，但温度变化对岩片的影响很大。岩片的最大幅度膨胀一般发生在下午1点到4点之间，此时是一天中温度最高的时候；而最小幅度的膨胀发生在上午7点到9点之间，此时通常是一天中温度较低的时候。当温度变化最大时（通常在春季和秋季，而不是夏季），岩片变形得最厉害。

研究人员认为，岩片每天的冷热循环导致了它的膨胀和凸起。当岩片表面的温度升高，它就会随之膨胀，然而由于岩片的顶部和底部仍和岩石连在一起，因此它的中部就会凸起，而这种凸起又会反过来使岩片与岩石连接处的裂缝加大。日积月累下来，裂缝不断加大，并最终导致岩片在某一个炎热的夏日发生岩崩。

研究人员表示，约塞米蒂国家公园中这15%不存在任何诱因的岩崩，很可能就是热应力导致的，它们均发生在一年中最热的几个月（7月到9月）或一天中最热的时间段（当地正午12点到下午6点）。

一些地质学家表示，此前研究人员在对岩崩进行研究时，很大程度上忽略了热应力（温度改变时，物体由于外在约束以及内部各部分之间的相互约束，使其不能完全自由胀缩而产生的应力）对岩石产生的影响，而该项研究将现场测量与理论相结合，证明了热应力的重要作用。

尽管研究人员没有提出预测岩崩发生的方法，但他们发现了这些岩崩发生的诱因，因此可以提醒攀岩运动员和爱好者在温暖的晴天里要更加注意安全。