Manche Erdrutsche, sowohl hier auf der Erde als auch auf dem Mars, verhalten sich rätselhaft: Sie fließen viel weiter, als die Reibung es ihnen auch erlauben sollte.
Sie können auch massiv sein, einschließlich einer gut erhaltenen in Valles Marineris, die die gleiche Größe wie der Bundesstaat Rhode Island hat. Wissenschaftler haben spekuliert, dass es so groß sein könnte, weil eine Eisschicht, die in der Vergangenheit existierte, für Schmierung sorgte. Aber eine neue Studie legt nahe, dass kein Eis erforderlich ist, um dies zu erklären.
Die neue Studie wird in Nature Communications veröffentlicht und trägt den Titel „ Längskämme, die durch granulare Hochgeschwindigkeitsströmungsmechanismen in Mars-Erdrutschen verliehen werden .“ Die Hauptautoren sind Giulia Magnarini und Tom Mitchell, beide vom University College of London.
Die fragliche Art von Erdrutsch wird als „Erdrutsch mit langem Auslauf“ oder . bezeichnet sturzstrom , und sie scheinen den Gesetzen der Physik zu trotzen. Ihre Fließlänge am Boden übertrifft ihre Fallhöhe bei weitem, aber nach der Physik sollte Reibung dies verhindern. Obwohl sie aus Gestein bestehen, fließen sie eher wie Gletscher, Schlamm oder Lava, und ihre Beweglichkeit nimmt mit dem Volumen zu. Wenn sie fließen, können sie Geschwindigkeiten von bis zu 360 km/h (224 mp/h) erreichen und Dutzende von Kilometern zurücklegen.
Der Erdrutsch von West Salt Creek aus dem Jahr 2014. Er hatte einen Auslauf von etwa 4,5 Kilometern, was dem 7-fachen seiner Fallhöhe entspricht. Bildquelle: Jon White/Colorado Geological Survey
Wissenschaftler haben versucht zu verstehen, wie sie dies tun, und haben eine Reihe möglicher Erklärungen gefunden:
- Der Erdrutschschutt gleitet über eine Schicht eingeschlossener Luft und reduziert die Reibung.
- Eine Wasserschicht könnte den Weg schmieren, dem die Rutsche folgt.
- Die Reibungswärme schmilzt Unterwassereis oder Gestein und sorgt für die erforderliche Schmierung.
Die Wissenschaftler hinter der neuen Studie konzentrierten ihre Bemühungen auf den Mars, wo Erdrutsche viel länger erhalten bleiben als hier auf der Erde. Auf der Erde werden Erdrutsche durch Erosion, Pflanzenwachstum und geologische Aktivität ziemlich schnell gelöscht. Um Erdrutsche auf dem Mars zu untersuchen, verwendete das Team digitale Höhenmodelle (DEMs), die auf Daten der HiRise- und CTX-Kameras des Mars Reconnaissance Orbiter basieren. Sie untersuchten Coprates Chasma , einer der zahlreichen Unterschluchten, aus denen Valles Marineris besteht.
Coprates Chasma hat einen der am besten erhaltenen Erdrutsche auf dem Mars. Der Erdrutsch hat Grate, die sich ausdehnen in Richtung des Erdrutschflusses auf fast der gesamten Länge. In der Vergangenheit dachten Wissenschaftler, dass diese Grate aufgrund des Vorhandenseins von darunterliegendem Eis entstanden sind. Die Tatsache, dass diese Grate auf Erdrutschen in der Nähe von Gletschern hier auf der Erde gesichtet wurden, verlieh dieser Idee Glaubwürdigkeit.
zu) Das untersuchte Gebiet in Coprates Chasma, in Valles Marineris, weißer Kasten.B) Digitale Höhenmodelle (DEM) des untersuchten Gebiets.C,DUntersuchungsgebiete, in denen eine morphologische und morphometrische Charakterisierung durchgeführt wurde. Die zahlreichen unbeschrifteten blauen Linien sind die Erhebungen, die für die Studie von entscheidender Bedeutung sind. Bildquelle: Magnarini et al, 2019.
Diese Grate treten sowohl bei Erdrutschen auf Gletschern hier auf der Erde als auch bei erhaltenen Erdrutschen auf dem Mars auf. Das führte zu der Hypothese, dass der Mars einst mit Eis bedeckt war. Aber Valles Marineris und Coprates Chasma liegen direkt am Mars-Äquator. Es wird viel darüber diskutiert, ob es zum Zeitpunkt des Erdrutsches Gletscher auf dem Mars-Äquator gab oder nicht. Einer Studie 2019 verwarf die Idee komplett.
Durch die Konstruktion von DEMs des Erdrutsches auf dem Mars konnten die Forscher wichtige Fakten über den Erdrutsch bestimmen, einschließlich seiner Dicke. Sie maßen auch die Kämme: ihre Höhe, ihre Länge und ihre Wellenlänge oder wie nah sie von Kammkamm zu Kammkamm beieinander liegen.
Ein wesentlicher Bestandteil ihrer Arbeit ist die Wellenlänge. Sie fanden heraus, dass die Wellenlänge der Bergkämme durchweg das Zwei- bis Dreifache der Dicke des Erdrutsches selbst beträgt. Dieser Zusammenhang wurde bisher nur in Laborarbeiten beobachtet, in Experimenten ohne Eis. Diese DEMs von Erdrutschen auf dem Mars sind das erste Mal, dass diese Beziehung im Feld gefunden wurde.
Ein schräger Blick auf den Erdrutsch. Die roten Linien sind topografische Profile. Bildquelle: Magnarini et al, 2019.
Es sieht also so aus, als ob Eis keine Voraussetzung für diese Art von Graten und Erdrutschen ist.
Stattdessen hatten die Forscher eine andere Erklärung, die sie in diesem skizzieren Artikel unter theconversation.com. Sie sagen, dass eine darunterliegende Schicht leichteren, instabilen Gesteins den Erdrutsch und die Bergrücken erklären könnte. Diese Schicht würde sich durch die Wirkung des Erdrutsches selbst bilden, wenn größere Gesteine pulverisiert wurden. Dies hätte wiederum einen Konvektionsprozess erzeugt, bei dem die leichteren Gesteine aufgrund ihrer Hitze aufsteigen und schwerere, kühlere Gesteine auf den Boden des Erdrutsches fallen würden.
„Nachdem wir diese mechanische Instabilität berücksichtigt hatten – und sie mit der phänomenal hohen Geschwindigkeit des Rutschens gekoppelt hatten – konnten wir zeigen, dass Wirbel erzeugt wurden, die sich in Richtung der Bewegung des Erdrutsches erstreckten, wodurch die langen Grate entstehen, die wir auf die Oberfläche des Erdrutsches“, sagten Mitchell und Magnarini in ihrem Artikel.
Die Rippenwellenlänge bleibt konstant. Wenn Grate vom Abstand abweichen, entstehen neue, um den Abstand beizubehalten, wie durch die roten Pfeilspitzen angezeigt. Bildquelle: Magnarini et al, 2019.
Solche Erdrutsche passieren immer noch auf der Erde. Aber Beweise für sie werden ziemlich schnell ausgelöscht, während die Beweise auf dem Mars sehr lange bestehen bleiben. Durch das Studium der langen Erdrutsche des Mars haben sie möglicherweise eine Frage beantwortet, die hier auf der Erde wichtig ist.
Wie das Autorenpaar in ihrem Artikel sagt: „Die Ergebnisse sind wichtig. Auf der Erde kann die unvollständige Aufzeichnung solcher katastrophalen Ereignisse zu Fehlinterpretationen führen und die Gefahr dieser Erdrutsche übersehen. Aber wie in der Vergangenheit geschehen sie auch in Zukunft und stellen ein großes Risiko für Infrastrukturen und Menschenleben dar.“
Mehr:
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