Certains glissements de terrain, ici sur Terre et sur Mars, se comportent de manière déroutante: ils coulent beaucoup plus loin que le frottement ne devrait le permettre également.
Ils peuvent également être massifs, y compris un bien conservé à Valles Marineris qui est de la même taille que l'état de Rhode Island. Les scientifiques ont spéculé qu'il pourrait être si grand parce qu'une couche de glace qui existait dans le passé a fourni une lubrification. Mais une nouvelle étude suggère qu'aucune glace n'est nécessaire pour l'expliquer.
La nouvelle étude est publiée dans Nature Communications et s'intitule «Crêtes longitudinales transmises par les mécanismes d'écoulement granulaire à grande vitesse dans les glissements de terrain martiens». Ses auteurs principaux sont Giulia Magnarini et Tom Mitchell, tous deux de l'University College de Londres.
Le type de glissement de terrain en question est appelé «glissement de terrain à long terme», ou sturzstrom, et ils semblent défier les lois de la physique. Leur longueur d'écoulement le long du sol dépasse largement leur hauteur de chute, mais selon la physique, le frottement devrait empêcher cela. Bien que constitués de roches, ils coulent davantage comme des glaciers, de la boue ou de la lave, et leur mobilité augmente avec le volume. Lorsqu'ils coulent, ils peuvent atteindre des vitesses allant jusqu'à 360 km / h (224 mp / h) et parcourir des dizaines de kilomètres.
Les scientifiques ont essayé de comprendre comment ils procèdent et ont trouvé un certain nombre d'explications possibles:
- Les débris du glissement de terrain glissent sur une couche d'air emprisonné, réduisant ainsi la friction.
- Une couche d'eau pourrait lubrifier le chemin suivi par la lame.
- La chaleur du frottement fait fondre la glace sous-marine ou la roche, fournissant la lubrification requise.
Les scientifiques à l'origine de la nouvelle étude ont concentré leurs efforts sur Mars, où les glissements de terrain sont préservés beaucoup plus longtemps qu'ils ne le sont ici sur Terre. Sur Terre, les glissements de terrain sont effacés assez rapidement par l'érosion, la croissance des plantes et l'activité géologique. Pour étudier les glissements de terrain martiens, l'équipe a utilisé des modèles numériques d'élévation (DEM) basés sur les données des caméras HiRise et CTX de Mars Reconnaissance Orbiter. Ils ont examiné Coprates Chasma, l'un des nombreux sous-canyons qui composent Valles Marineris.
Coprates Chasma possède l'un des glissements de terrain les mieux préservés de Mars. Le glissement de terrain a des crêtes qui s'étendent dans la direction du flux de glissement de terrain sur presque toute la longueur. Dans le passé, les scientifiques pensaient que ces crêtes se sont formées en raison de la présence de glace sous-jacente. Le fait que ces crêtes ont été repérées lors de glissements de terrain près des glaciers ici sur Terre a donné foi à cette idée.
Ces crêtes se produisent à la fois sur les glissements de terrain sur les glaciers ici sur Terre et dans les glissements de terrain préservés sur Mars. Cela a conduit à l'hypothèse que Mars était autrefois recouverte de glace. Mais Valles Marineris et Coprates Chasma ont raison sur l'équateur martien. Il y a beaucoup de débats pour savoir s'il y avait ou non des glaciers sur l'équateur martien au moment du glissement de terrain. Une étude de 2019 a complètement rejeté l'idée.
En construisant des MNT du glissement de terrain martien, les chercheurs ont pu déterminer les faits clés sur le glissement de terrain, y compris son épaisseur. Ils ont également mesuré les crêtes: leur hauteur, leur longueur et leur longueur d'onde, ou à quel point elles sont rapprochées de crête-crête à crête-crête.
Un élément clé de leur travail est la longueur d'onde. Ils ont constaté que la longueur d'onde des crêtes est toujours deux à trois fois l'épaisseur du glissement de terrain lui-même. Cette relation n’a jamais été vue que dans des travaux de laboratoire auparavant, dans des expériences qui n’impliquent pas de glace. Ces DEMs de glissements de terrain martiens sont la première fois que cette relation est trouvée sur le terrain.
Il semble donc que la glace ne soit pas une condition préalable à ces types de crêtes et de glissements de terrain.
Au lieu de cela, les chercheurs ont eu une autre explication, qu'ils ont décrite dans cet article sur theconversation.com. Ils disent qu'une couche sous-jacente de roches plus légères et instables pourrait expliquer le glissement de terrain et les crêtes. Cette couche se formerait sous l'action du glissement de terrain lui-même, au fur et à mesure que de plus grosses roches étaient pulvérisées. À son tour, cela aurait créé un processus de convection, où les roches plus légères s'élèveraient en raison de leur chaleur et des roches plus lourdes et plus froides tomberaient au fond du glissement de terrain.
«Une fois que nous avons pris en compte cette instabilité mécanique - et l'avons couplée avec le mouvement à une vitesse phénoménale de la glissière - nous pourrions montrer que des tourbillons s'étendant dans la direction du mouvement du glissement de terrain ont été générés, donnant naissance aux longues crêtes que nous observons sur la surface du glissement de terrain », ont déclaré Mitchell et Magnarini dans leur article.
Ces types de glissements de terrain se produisent toujours sur Terre. Mais les preuves en sont effacées assez rapidement, tandis que sur Mars, les preuves persistent longtemps. En étudiant les glissements de terrain martiens à long terme, ils ont peut-être répondu à une question importante ici sur Terre.
Comme le disent les deux auteurs dans leur article, «Les résultats sont importants. Sur Terre, l'enregistrement incomplet de tels événements catastrophiques peut conduire à des interprétations erronées et à la négligence du danger de ces glissements de terrain. Mais, comme elles se sont produites dans le passé, elles se produiront à l'avenir, ce qui représente un grand risque pour les infrastructures et la vie des gens. »
Plus:
- Article: Mars: nous avons peut-être résolu le mystère de la formation de ses glissements de terrain
- Document de recherche: Crêtes longitudinales transmises par les mécanismes d'écoulement granulaire à grande vitesse dans les glissements de terrain martiens
- Space Magazine: Des glissements de terrain plus récents repérés sur Mars
