Alcune frane su Marte sembrano sfidare un'importante legge della fisica. "Lungo, le frane di fuoriuscita" sono formate da enormi volumi di roccia e terreno che si spostano verso il basso, in gran parte dovuto alla forza di gravità. Ma il loro potere è difficile da spiegare. Con volumi superiori a quelli dell'Empire State Building, si muovono ad alta velocità fino a 360 chilometri all'ora su superfici piane fino a decine di chilometri.

Questo sembra indicare che non c'è attrito o è presente molto poco. L'attrito è la forza fisica fondamentale che resiste al movimento di una superficie che scorre rispetto a un'altra. La mancanza di attrito in queste lunghe frane, rispetto al normale, quelli più corti, è paragonabile alla perdita improvvisa di trazione quando si guida un'auto su una superficie bagnata o ghiacciata:si tirano i freni, ma ti fermi ben oltre dove volevi.

Per spiegare questo enigma, gli scienziati hanno suggerito che queste frane devono aver avuto luogo in un momento in cui l'area era ricoperta di ghiaccio. Ma nel nostro recente articolo, pubblicato su Nature Communications, abbiamo trovato un'altra risposta. I risultati potrebbero aiutarci a proteggerci da frane dannose, sia su Marte che sulla Terra.

I geologi hanno discusso lo strano comportamento delle frane marziane da quando sono state identificate per la prima volta quasi mezzo secolo fa. Questi tipi di frane si sono verificati anche sulla Terra nella sua storia geologica, ma poiché il nostro pianeta è attivo con l'erosione, agenti atmosferici (vento, pioggia e così via), copertura vegetale e tettonica a zolle, le loro prove possono essere mascherate se non completamente cancellate.

Questo è il motivo per cui studiamo a lungo, frane di runout su altri pianeti nel nostro sistema solare. Ci sono infatti una serie di vantaggi nel farlo. Sul pianeta rosso, le frane e le loro caratteristiche morfologiche sono ben conservate per milioni di anni a causa del ridotto tasso di erosione e dell'assenza di vegetazione e tettonica a zolle.

Ora abbiamo anche immagini satellitari disponibili della superficie di Marte con una risoluzione migliore di quella che abbiamo per alcune regioni qui sulla Terra. Di conseguenza, possiamo condurre osservazioni e misurazioni che non sono così scontate sul nostro pianeta.

Nuove scoperte

Valles Marineris su Marte è un 4, 000 km di lunghezza, canyon dritto, fino a 8 km. Si trova appena a sud dell'equatore marziano, dove straordinari esempi di lunghi, sono presenti frane di fuoriuscita. Nel nostro studio, ci siamo concentrati su una delle frane meglio conservate, con una dimensione simile all'intero stato del Rhode Island negli Stati Uniti.

La frana mostra lunghe creste che si estendono nella direzione del movimento per quasi tutta la lunghezza del deposito. Come accennato, queste creste sono state precedentemente interpretate come il risultato del ghiaccio sottostante al momento della frana. Questa ipotesi è supportata dal fatto che strutture simili sono state osservate su frane terrestri su ghiacciai.

Sulla base di questa somiglianza, la presenza delle creste sulle frane marziane è stata utilizzata a sostegno della teoria che Marte fosse un tempo ricoperto di ghiaccio. Ma la presenza di ghiacciai e la loro tempistica a tale latitudine marziana è oggetto di accesi dibattiti. Cosa c'è di più, non è ancora chiaro quali meccanismi esatti abbiano creato queste creste durante l'era glaciale.

Per indagare se ci possono essere altre spiegazioni, abbiamo realizzato modelli al computer della frana chiamati modelli di "elevazione digitale". Queste sono rappresentazioni 3D del terreno, ottenuti da immagini satellitari ad alta risoluzione e dai dati di elevazione del terreno. Da questi dati, potremmo calcolare lo spessore delle frane, la lunghezza delle creste, la loro altezza e la loro lunghezza d'onda, cioè la distanza da cresta a cresta tra due creste una accanto all'altra.

Abbiamo mostrato che la lunghezza d'onda delle creste è costantemente da due a tre volte il valore dello spessore della frana. Questa relazione è stata precedentemente dimostrata solo in esperimenti di laboratorio, che non coinvolgono il ghiaccio, e il nostro risultato è la prima prova sul campo.

Ciò suggerisce che il ghiaccio non è una condizione necessaria per la formazione delle lunghe creste. Anziché, proponiamo che le creste potrebbero essersi formate ad alte velocità a causa di strati sottostanti di instabilità, rocce leggere. Questi strati sarebbero stati creati da vibrazioni e collisioni di particelle di roccia sul fondo dello scivolo con la superficie ruvida della valle. Ciò avrebbe avviato un "processo di convezione" - trasferimento di calore mediante movimento - che ha causato la caduta di strati superiori di roccia più densi e più pesanti e l'innalzamento di rocce più leggere.

Una volta che abbiamo tenuto conto di questa instabilità meccanica - e l'abbiamo accoppiata con il movimento ad alta velocità fenomenale della frana - abbiamo potuto dimostrare che si sono generati vortici che si estendono nella direzione del movimento della frana, dando origine alle lunghe creste che osserviamo sulla superficie della frana.

I risultati sono importanti. Sulla terra, la registrazione incompleta di tali eventi catastrofici può portare a interpretazioni errate ea trascurare la pericolosità di queste frane. Ma, come accadeva in passato, accadranno in futuro, mettendo a rischio le infrastrutture e la vita delle persone.

Spostare lo sguardo più lontano per capire cosa ci sta vicino a volte è un cambio di prospettiva fondamentale. Ma, come sappiamo le frane sono ancora in corso anche su Marte, questi studi stabiliranno le conoscenze di base per la mitigazione del rischio degli insediamenti umani su Marte, non importa quanto lontano nel futuro siano ancora.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.