Sommige aardverschuivingen, zowel hier op aarde als op Mars, gedragen zich op een raadselachtige manier: ze stromen veel verder dan wrijving hen zou moeten toestaan.
Ze kunnen ook enorm zijn, waaronder een goed bewaard gebleven exemplaar in Valles Marineris dat even groot is als de staat Rhode Island. Wetenschappers hebben gespeculeerd dat het misschien zo groot is omdat een ijslaag die in het verleden bestond voor smering zorgde. Maar een nieuwe studie suggereert dat er geen ijs nodig is om het uit te leggen.
De nieuwe studie is gepubliceerd in Nature Communications en heeft als titel 'Langsruggen die worden veroorzaakt door snelle granulaire stromingsmechanismen bij aardverschuivingen op Mars'. De belangrijkste auteurs zijn Giulia Magnarini en Tom Mitchell, beiden van University College of London.
Het type aardverschuiving in kwestie wordt een "langlopende aardverschuiving" of sturzstrom genoemd, en ze lijken de wetten van de natuurkunde te trotseren. Hun stromingslengte over de grond is veel groter dan hun valhoogte, maar volgens de natuurkunde zou wrijving dat moeten voorkomen. Hoewel ze van steen zijn gemaakt, stromen ze meer als gletsjers, modder of lava, en hun mobiliteit neemt toe met het volume. Als ze stromen, kunnen ze snelheden tot 360 km / h (224 mp / h) halen en tientallen kilometers reizen.
Wetenschappers hebben geprobeerd te begrijpen hoe ze dit doen en hebben een aantal mogelijke verklaringen bedacht:
- Het aardverschuivingspuin glijdt over een laag ingesloten lucht, waardoor wrijving wordt verminderd.
- Een laag water kan het pad dat de glijbaan volgt, smeren.
- Warmte van de wrijving smelt ijs onder water of gesteente, wat voor de vereiste smering zorgt.
De wetenschappers achter de nieuwe studie richtten hun inspanningen op Mars, waar aardverschuivingen veel langer worden bewaard dan hier op aarde. Op aarde worden aardverschuivingen vrij snel uitgewist door erosie, plantengroei en geologische activiteit. Om Martiaanse aardverschuivingen te bestuderen, gebruikte het team Digital Elevation Models (DEM's) op basis van gegevens van de HiRise- en CTX-camera's van de Mars Reconnaissance Orbiter. Ze onderzochten Coprates Chasma, een van de vele sub-canyons waaruit Valles Marineris bestaat.
Coprates Chasma heeft een van de best bewaarde aardverschuivingen op Mars. De aardverschuiving heeft richels die zich over bijna de gehele lengte uitstrekken in de richting van de aardverschuivingsstroom. In het verleden dachten wetenschappers dat deze richels zich vormden vanwege de aanwezigheid van onderliggend ijs. Het feit dat deze bergkammen zijn gezien op aardverschuivingen in de buurt van gletsjers hier op aarde, bevestigde dat idee.
Deze ruggen komen zowel voor bij aardverschuivingen op gletsjers hier op aarde, als bij geconserveerde aardverschuivingen op Mars. Dat leidde tot de hypothese dat Mars ooit bedekt was met ijs. Maar Valles Marineris en Coprates Chasma hebben gelijk op de evenaar van Mars. Er is veel discussie over de vraag of er al dan niet gletsjers op de evenaar van Mars waren ten tijde van de aardverschuiving. Een studie uit 2019 wees het idee volledig af.
Door DEM's van de aardverschuiving op Mars te construeren, konden de onderzoekers de belangrijkste feiten over de aardverschuiving bepalen, inclusief de dikte ervan. Ze maten ook de richels: hun hoogte, hun lengte en hun golflengte, of hoe dicht ze bij elkaar liggen van kamkam tot kamkam.
Een belangrijk onderdeel van hun werk is de golflengte. Ze ontdekten dat de golflengte van de richels consistent twee tot drie keer de dikte van de aardverschuiving zelf is. Deze relatie is alleen eerder in laboratoriumwerk gezien, in experimenten waarbij geen ijs is betrokken. Deze DEM's van aardverschuivingen op Mars zijn de eerste keer dat deze relatie in het veld is gevonden.
Het lijkt er dus op dat ijs geen voorwaarde is voor dit soort ruggen en aardverschuivingen.
In plaats daarvan hadden de onderzoekers een andere verklaring, die ze in dit artikel op theconversation.com schetsten. Ze zeggen dat een onderliggende laag van lichtere, onstabiele rotsen de aardverschuiving en de richels zou kunnen verklaren. Die laag zou ontstaan door de werking van de aardverschuiving zelf, omdat grotere rotsen werden verpulverd. Dat zou op zijn beurt een convectieproces hebben gecreëerd, waarbij de lichtere rotsen zouden stijgen vanwege hun hitte en zwaardere, koelere rotsen naar de bodem van de aardverschuiving zouden vallen.
“Toen we eenmaal rekening hadden gehouden met deze mechanische instabiliteit - en gekoppeld aan de beweging met een fenomenale hoge snelheid van de glijbaan - konden we laten zien dat er wervelingen werden gegenereerd die zich uitstrekten in de richting van de beweging van de aardverschuiving, wat leidde tot de lange richels die we waarnemen op de oppervlakte van de aardverschuiving, 'zeiden Mitchell en Magnarini in hun artikel.
Dit soort aardverschuivingen komen nog steeds voor op aarde. Maar het bewijs ervan wordt vrij snel uitgewist, terwijl het bewijs op Mars heel lang blijft hangen. Door de lange aardverschuivingen van Mars te bestuderen, hebben ze mogelijk een vraag beantwoord die hier op aarde belangrijk is.
Zoals het paar auteurs in hun artikel zegt: 'De bevindingen zijn belangrijk. Op aarde kan de onvolledige registratie van dergelijke catastrofale gebeurtenissen leiden tot verkeerde interpretaties en het negeren van het gevaar van deze aardverschuivingen. Maar zoals ze in het verleden zijn gebeurd, zullen ze in de toekomst gebeuren, wat een groot risico inhoudt voor infrastructuren en het leven van mensen. ”
Meer:
- Artikel: Mars: we hebben misschien het mysterie opgelost van hoe de aardverschuivingen zich vormen
- Onderzoeksdocument: longitudinale richels die worden veroorzaakt door snelle granulaire stromingsmechanismen bij aardverschuivingen op Mars
- Space Magazine: meer recente aardverschuivingen gespot op Mars
