Nogle jordskred, både her på Jorden og på Mars, opfører sig på en forvirrende måde: De flyder meget længere, end friktion også burde tillade dem.
De kan også være massive, inklusive en velbevaret en i Valles Marineris, der har samme størrelse som staten Rhode Island. Forskere har spekuleret i, at det kan være så stort, fordi et islag, der eksisterede i fortiden, gav smøring. Men en ny undersøgelse tyder på, at der ikke er behov for is for at forklare det.
Den nye undersøgelse er offentliggjort i Nature Communications og har titlen ' Langsgående kamme formidlet af højhastigheds granulære strømningsmekanismer i marsjordskred .' Dets hovedforfattere er Giulia Magnarini og Tom Mitchell, begge fra University College of London.
Den type jordskred, der er tale om, kaldes et 'langløbsskred', eller overspændingsstrøm , og de synes at trodse fysikkens love. Deres flowlængde langs jorden overstiger langt deres faldhøjde, men ifølge fysikken skulle friktion forhindre det. Selvom de er lavet af sten, flyder de mere som gletsjere, mudder eller lava, og deres mobilitet øges med volumen. Når de flyder, kan de nå hastigheder op til 360 km/t (224 mp/t) og rejse i snesevis af kilometer.
West Salt Creek-skredet fra 2014. Det havde et udløb på omkring 4,5 kilometer, hvilket er 7 gange dets faldhøjde. Billedkredit: Jon White/Colorado Geological Survey
Forskere har forsøgt at forstå, hvordan de gør dette, og er kommet med en række mulige forklaringer:
- Jordskredaffaldet glider hen over et lag af indespærret luft, hvilket reducerer friktionen.
- Et lag vand kunne smøre den vej, som rutsjebanen følger.
- Varme fra friktionen smelter undervandsis eller sten, hvilket giver den nødvendige smøring.
Forskerne bag den nye undersøgelse fokuserede deres indsats på Mars, hvor jordskred er bevaret meget længere, end de er her på Jorden. På Jorden slettes jordskred ret hurtigt af erosion, plantevækst og geologisk aktivitet. For at studere jordskred fra Mars brugte holdet Digital Elevation Models (DEM'er) baseret på data fra Mars Reconnaissance Orbiters HiRise- og CTX-kameraer. De undersøgte Samarbejdspartnere Chasma , en af de talrige underkløfter, der udgør Valles Marineris.
Coprates Chasma har et af de mest velbevarede jordskred på Mars. Jordskredet har kamme, der strækker sig i retning af skredstrømmen langs næsten hele længden. Tidligere troede forskerne, at disse kamme blev dannet på grund af tilstedeværelsen af underliggende is. Det faktum, at disse højderygge er blevet set på jordskred nær gletsjere her på Jorden, gav troværdighed til den idé.
til) Området undersøgt i Coprates Chasma, i Valles Marineris, hvid boks.b) Digitale højdemodeller (DEM) af det undersøgte område.c,dUndersøgelsesområder, inden for hvilke morfologisk og morfometrisk karakterisering blev udført. De mange umærkede blå linjer er de kamme, der er nøglen i undersøgelsen. Billedkredit: Magnarini et al., 2019.
Disse højdedrag forekommer både på jordskred på gletsjere her på Jorden, og i bevarede jordskred på Mars. Det førte til den hypotese, at Mars engang var dækket af is. Men Valles Marineris og Coprates Chasma er lige ved Mars ækvator. Der er en masse debat om, hvorvidt der var gletsjere på Mars ækvator på tidspunktet for jordskredet. En 2019 undersøgelse afviste ideen fuldstændig.
Ved at konstruere DEM'er af jordskredet fra Mars var forskerne i stand til at bestemme nøglefakta om jordskredet, herunder dets tykkelse. De målte også højdedragene: deres højde, deres længde og deres bølgelængde, eller hvor tæt de er fra højdedrag til højderyg.
En vigtig del af deres arbejde er bølgelængden. De fandt ud af, at bølgelængden af højderyggene konsekvent er to til tre gange tykkelsen af selve jordskredet. Dette forhold er kun nogensinde blevet set i laboratoriearbejde før, i eksperimenter, der ikke involverer is. Disse DEM'er af jordskred fra Mars er første gang, dette forhold er blevet fundet i marken.
En skrå udsigt over jordskredet. De røde linjer er topografiske profiler. Billedkredit: Magnarini et al., 2019.
Så det ser ud til, at is ikke er en forudsætning for disse typer af højdedrag og jordskred.
I stedet havde forskerne en anden forklaring, som de skitserede i denne artikel på theconversation.com. De siger, at et underliggende lag af lettere, ustabile sten kunne forklare jordskredet og højdedragene. Det lag ville dannes fra selve jordskredets påvirkning, da større sten blev pulveriseret. Til gengæld ville det have skabt en konvektionsproces, hvor de lettere sten ville stige på grund af deres varme, og tungere, køligere sten ville falde til bunden af jordskredet.
”Når vi havde taget højde for denne mekaniske ustabilitet – og koblet den sammen med bevægelsen med fænomenal høj hastighed af skredet – kunne vi vise, at hvirvler, der strækker sig i retning af skredets bevægelse, blev genereret, hvilket gav anledning til de lange kamme, som vi observerer på jordskredets overflade,” sagde Mitchell og Magnarini i deres artikel.
Ryggens bølgelængde forbliver konsistent. Når kamme divergerer fra afstanden, dukker nye op for at bevare afstanden, som vist med de røde pilespidser. Billedkredit: Magnarini et al., 2019.
Disse typer jordskred sker stadig på Jorden. Men beviser på dem udslettes ret hurtigt, mens beviserne på Mars hænger ved i meget lang tid. Ved at studere de lange jordskred fra Mars kan de have besvaret et spørgsmål, der er vigtigt her på Jorden.
Som forfatterparret siger i deres artikel: 'Resultaterne er vigtige. På Jorden kan den ufuldstændige registrering af sådanne katastrofale hændelser føre til fejlfortolkninger og overseelse af faren ved disse jordskred. Men som de skete i fortiden, vil de ske i fremtiden og udgøre en stor risiko for infrastrukturer og menneskers liv.'
Mere:
- Artikel: Mars: Vi har muligvis løst mysteriet om, hvordan dets jordskred dannes
- Forskningsartikel: Langsgående kamme formidlet af højhastigheds granulære strømningsmekanismer i marsjordskred
- Universet i dag: Flere nylige jordskred opdaget på Mars
