We hebben lawines op Mars gezien, maar nu hebben wetenschappers ontdekt dat lawines plaatsvinden op een onwaarschijnlijke plek in ons zonnestelsel: Saturnus 'walnootvormige, tweekleurige maan Iapetus. Hoe deze lawines zich voordoen, is een beetje een mysterie, aldus Bill McKinnon van de Washington University in St. Louis.
"Dit gaat echt over het mysterie van langdurige aardverschuivingen, en niemand weet echt zeker wat de oorzaak is", zei McKinnon tijdens de Lunar and Planetary Science Conference deze week.
Deze lawines of aardverschuivingen hebben zeker hun aardse tegenhangers en, zoals opgemerkt, worden soortgelijke gebeurtenissen gevonden op Mars, waar ze vooral worden geassocieerd met de steile kloofwanden van het Valles Marineris-systeem. De grote massabewegingen op Iapetus in de vorm van langlopende aardverschuivingen komen echter minder vaak voor.
McKinnon zei dat de hoeveelheid materiaal die is verplaatst in alle lawines op Iapetus die hij en zijn team hebben gevonden, groter is dan al het materiaal dat is verplaatst in bekende aardverschuivingen op Mars (in gepubliceerde gegevens), hoewel Mars veel groter is dan Iapaetus.
"De mechanica van langdurige aardverschuivingen zijn slecht begrepen en er zijn zo veel mechanismen voorgesteld voor wrijvingsvermindering dat ik ze niet allemaal op één Powerpoint-dia kan plaatsen", zei McKinnon tijdens zijn toespraak. Mogelijke verklaringen zijn onder meer water (zoals vrijkomend grondwater), natte of verzadigde grond, ijs, ingesloten of samengeperste lucht, akoestische fluïdisatie en meer.
Op Iapetus is er duidelijk geen water of atmosfeer om gunstige omstandigheden voor lawines te creëren. Maar McKinnon en zijn team hebben meer dan twee dozijn lawine-gebeurtenissen geïdentificeerd zoals te zien is in afbeeldingen van het Cassini-ruimtevaartuig.
Veel van de aardverschuivingen worden gezien vanaf krater- en bekkenwanden en steile schilfers. McKinnon en zijn team hebben twee soorten lawines gevonden: ‘blokkerig’ met ruw uitziend puin en gladdere lobvormige aardverschuivingen. Ze zien ook bewijs dat er in de loop van de tijd waarschijnlijk meerdere lawines hebben plaatsgevonden op dezelfde locatie, dus Iapetus moet een lange geschiedenis hebben van massaverspilling en aardverschuivingen.
Dus, wat zorgt voor de enorme lawines op Iapetus? McKinnon zei dat ijs het beste antwoord op die vraag biedt. De lage dichtheid van Iapetus geeft aan dat het voornamelijk uit ijs bestaat, met slechts ongeveer 20% rotsachtige materialen.
'Er lijkt een noodzaak te zijn voor een fluïdisatie- of vloeistofmechanisme', zei McKinnon. 'Als ijs net genoeg wordt opgewarmd, wordt het glad', waardoor de wrijving en cohesie van de krater- of bassinwand afnemen.
Wat ze zien, vooral in de lobvormige aardverschuivingen, komt overeen met 'reologische' stroming die lijkt op gesmolten lava of vloeibare modderstromen.
Dus, het puin van ijs in de rotsachtige vlakken van de krater- en bassinwanden wordt net genoeg verwarmd - hetzij door verhitting of wrijving - dat de oppervlakken glad worden. 'De energetica is gunstig voor dit mechanisme op Iapetus', zei McKinnon.
Iapetus heeft een zeer langzame rotatie, langer dan 79 dagen, en een dergelijke langzame rotatie betekent dat de dagelijkse temperatuurcyclus erg lang is - zo lang dat het donkere materiaal warmte van de zon kan opnemen en opwarmen. Natuurlijk absorbeert het donkere deel van Iapetus meer warmte dan het heldere, ijzige materiaal; daarom, zei McKinnon, is dit allemaal vrij raadselachtig.
Bovendien is het een beetje overdreven om te zeggen dat het “opwarmt” op Iapetus. Temperaturen op het oppervlak van het donkere gebied worden geschat op 130 K (-143 ° C; -226 ° F) aan de evenaar en temperaturen in het helderdere gebied bereiken slechts ongeveer 100 K (-173 ° C; -280 ° F).
Wat de mechanismen ook zijn, de langdurige aardverschuivingen op Iapetus zijn vrij uniek als het gaat om ijzige planetaire lichamen. McKinnon verwees naar de aanwezigheid van slechts twee massabewegingen van bescheiden omvang op Callisto, en er is beperkt bewijs voor soortgelijke gebeurtenissen op Phoebe.
Deze ijslawines verdienen zeker meer onderzoek op een maan die McKinnon beschreef als "bijzonder spectaculaire topografie", en aanvullend onderzoek en een meer gedetailleerd artikel komen eraan.
Lees de samenvatting van de LPSC: massieve ijslawines op Iapetus en het mechanisme van wrijvingsvermindering in aardverschuivingen met lange duur
