Gedetailleerde driedimensionale beelden van een uitgebreide aardverschuiving op Mars, die zich uitstrekt over een gebied van meer dan 55 kilometer breed, zijn geanalyseerd om te begrijpen hoe de ongewoon grote en lange ruggen en voren ongeveer 400 miljoen jaar geleden zijn gevormd.

De bevindingen, vandaag gepubliceerd in Natuurcommunicatie , laten voor de eerste keer zien dat de unieke structuren op Mars-aardverschuivingen van bergen van enkele kilometers hoog kunnen zijn gevormd met hoge snelheden tot 360 kilometer per uur als gevolg van onderliggende lagen van onstabiele, gefragmenteerde rotsen.

Dit daagt het idee uit dat onderliggende lagen van glad ijs alleen zulke lange uitgestrekte ruggen kunnen verklaren, die te vinden zijn op aardverschuivingen in het hele zonnestelsel.

eerste auteur, doctoraat student Giulia Magnarini (UCL Aardwetenschappen), zei:"Aardverschuivingen op aarde, vooral die bovenop gletsjers, zijn door wetenschappers bestudeerd als een proxy voor die op Mars omdat ze vergelijkbaar gevormde richels en groeven vertonen, waaruit blijkt dat aardverschuivingen op Mars ook afhankelijk waren van een ijzig substraat.

"Echter, we hebben aangetoond dat ijs geen voorwaarde is voor dergelijke geologische structuren op Mars, die zich kan vormen op ruwe, rotsachtige oppervlakken. Dit helpt ons de vorming van Marslandschappen beter te begrijpen en heeft implicaties voor hoe aardverschuivingen zich vormen op andere planetaire lichamen, waaronder de aarde en de maan."

Het team, van UCL, het Natural History Museum (Londen), Ben Gurion Universiteit van Negev (Israël) en Universiteit van Wisconsin Madison (VS), gebruikte afbeeldingen gemaakt door NASA's Mars Reconnaissance Orbiter om enkele van de best gedefinieerde aardverschuivingen op afstand te analyseren.

Dwarsdoorsneden van het oppervlak van Mars in de Coprates Chasma in de Valles Marineris werden geanalyseerd om de relatie tussen de hoogte van de richels en de breedte van de voren te onderzoeken in vergelijking met de dikte van de aardverschuivingsafzetting.

De structuren bleken dezelfde verhoudingen te vertonen als die vaak worden gezien in vloeistofdynamica-experimenten met zand, wat suggereert dat een onstabiele en droge rotsachtige basislaag net zo haalbaar is als een ijzige bij het creëren van de uitgestrekte formaties.

Waar aardverschuivingsafzettingen het dikst zijn, richels vormen 60 meter hoog en voren zijn zo breed als acht olympische zwembaden end-to-end. De structuren veranderen naarmate de afzettingen dunner worden naar de randen van de aardverschuiving. Hier, richels zijn ondiep op 10 meter hoog en zitten dichter bij elkaar.

co-auteur, Dr. Tom Mitchell, Universitair hoofddocent Aardbevingsgeologie en Rotsfysica (UCL Aardwetenschappen), zei:"De aardverschuiving van Mars die we hebben bestudeerd, beslaat een gebied dat groter is dan Groot-Londen en de structuren erin zijn enorm. De aarde kan vergelijkbare structuren herbergen, maar ze zijn moeilijker te zien en onze landvormen eroderen veel sneller dan die op Mars als gevolg van regen.

"Hoewel we de aanwezigheid van ijs niet uitsluiten, we weten dat er geen ijs nodig was om de lange run-outs te vormen die we op Mars hebben geanalyseerd. De trillingen van gesteentedeeltjes zetten een convectieproces in gang dat ervoor zorgde dat hogere, dichtere en zwaardere rotslagen vielen en lichtere gesteenten opkwamen, vergelijkbaar met wat er in uw huis gebeurt, waar verwarmde, minder dichte lucht boven de radiator stijgt. Dit mechanisme dreef de stroom van afzettingen tot 40 km weg van de bergbron en met fenomenaal hoge snelheden."

Het onderzoeksteam omvat Apollo 17-astronaut, Professor Harrison Schmitt (Universiteit van Wisconsin Madison), die in december 1972 op de maan liep en geologisch veldwerk voltooide terwijl hij op het maanoppervlak was.

Professor Schmitt, zei:"Dit werk aan aardverschuivingen op Mars heeft betrekking op een beter begrip van aardverschuivingen op de maan, zoals de Light Mantle Avalanche die ik heb bestudeerd in de vallei van Taurus-Littrow tijdens Apollo 17-verkenning en ben blijven onderzoeken met behulp van afbeeldingen en gegevens die recentelijk uit een baan om de maan zijn verzameld. Stroominitiatie en mechanismen op de maan kunnen heel anders zijn dan die op Mars; vergelijkingen helpen geologen vaak om vergelijkbare kenmerken te begrijpen.

"Zoals op de aarde, de omgeving van de maanmeteoorinslag heeft de oppervlaktekenmerken van de Light Mantle Avalanche van de 75+ miljoen jaar sinds deze plaatsvond gewijzigd. De herverdeling van de impact van materialen in de maanomgeving heeft kenmerken gewijzigd die uiteindelijk kunnen lijken op die gedocumenteerd in de aardverschuivingsstudie van Mars.

"Van extra belang met betrekking tot de Light Mantle Avalanche-afzetting zal het komende onderzoek zijn van een kern uit de bovenste 70 cm van de afzetting die is verkregen tijdens Apollo 17-exploratie. Deze voorheen beschermde kern wordt momenteel geopend en onderzocht door een groot consortium van NASA en externe wetenschappers. Deze belangrijke studie van een aardverschuiving op Mars, voorlopig althans, is beperkt tot remote sensing informatie."