 |
|
Es longsoran pada Rhea berperilaku berbeda dari mereka yang Iapetus. Pada Rhea, es tanah di tumpukan puing-puing di bawah dinding kawah bukan bergeser mil ke kawah. Rhea adalah sekitar ukuran yang sama seperti Iapetus dan memiliki permukaan es, tapi tidak out-of-bulat. Topografi kurang kasar dan kawah yang tidak begitu dalam. Jadi, pada bulan dingin, icefalls tidak mengumpulkan kecepatan, dan es tidak pernah menjadi licin (Kredit: NASA / JPL / SSI / LPI Warna-kode ketinggian: Paul Schenk / LPI.) |
ScienceDaily (29 Juli 2012) - "Kami melihat tanah longsor di mana-mana di tata surya," kata Singer Kelsi, mahasiswa pascasarjana dalam ilmu bumi dan planet di Seni & Sciences di Washington University di St Louis, "tapi Iapetus bulan es Saturnus memiliki lebih raksasa tanah longsor daripada tubuh selain Mars. "
Pasalnya, kata William McKinnon, PhD, profesor ilmu bumi dan planet, adalah topografi spektakuler 'Iapetus. "Tidak hanya adalah bulan out-of-bulat, tetapi cekungan dampak raksasa adalah sangat dalam, dan ada ini punggungan gunung yang besar yang 20 kilometer (12 mil) tinggi, jauh lebih tinggi dari Gunung Everest.
"Jadi ada banyak topografi dan itu hanya duduk-duduk, dan kemudian, dari waktu ke waktu, itu memberi jalan," kata McKinnon.
Falling dari ketinggian seperti, es mencapai kecepatan tinggi - dan kemudian sesuatu yang aneh terjadi.
Entah bagaimana, koefisien gesekan turun, dan itu mulai mengalir bukan jatuh, perjalanan bermil-mil sebelum menghilang energi dari musim gugur dan akhirnya datang untuk beristirahat.
Dalam edisi 29 Juli Nature Geoscience, Singer, McKinnon dan rekan Paul M. Schenk dari Lunar and Planetary Institute dan Jeffrey M. Moore dari NASA Ames Research Center, menggambarkan es longsoran raksasa.
Mereka menantang fisikawan eksperimental untuk mengukur gesekan ketika es meluncur, dan menyarankan mekanisme yang mungkin bisa membuat es atau batu licin, tidak hanya pada saat longsoran atau tanah longsor, tetapi juga selama gempa bumi atau moonquakes dingin.
Terlalu banyak hipotesis
Longsoran es di Iapetus tidak hanya besar, mereka sudah lebih besar dari mereka harus diberi kekuatan ilmuwan berpikir mengatur mereka bergerak dan membawa mereka berhenti.
Pasangan dari longsoran es Iapetian di Bumi adalah jangka runout batu longsor, atau sturzstrom (Jerman untuk "fallstream"). Tanah longsor paling menempuh jarak horisontal yang kurang dari dua kali jarak bebatuan telah jatuh.
Pada kesempatan langka, bagaimanapun, tanah longsor akan melakukan perjalanan 20 atau 30 kali lebih jauh dari itu jatuh, bepergian untuk jarak jauh horizontal atau bahkan bergelombang menanjak. Ini tanah longsor sangat mobile, yang tampaknya seperti menumpahkan cairan bukan jatuh seperti batu, telah lama bingung ilmuwan.
Mekanisme dari runout normal adalah mudah. Puing-puing perjalanan ke luar sampai gesekan dalam massa puing-puing dan dengan tanah menghilang energi batu diperoleh dengan jatuh, dan massa batuan datang untuk beristirahat.
Tetapi untuk menjelaskan runouts sangat panjang, beberapa mekanisme lain harus dipanggil juga. Sesuatu harus bertindak untuk mengurangi gesekan selama runout itu, kata Singer.
Masalahnya, tidak ada kesepakatan tentang apa yang sesuatu ini mungkin. Proposal telah memasukkan bantal udara, pelumasan dengan air atau dengan tepung batu atau lapisan cair tipis. "Ada mekanisme lebih diusulkan untuk pengurangan fiksi dari yang saya dapat menempatkan pada slide PowerPoint," McKinnon lelucon.
"Longsor di Iapetus adalah percobaan planet-besaran yang tidak dapat kita lakukan di laboratorium atau mengamati di Bumi," kata Singer. "Mereka memberi kita contoh tanah longsor raksasa di es, bukan batu, dengan berat jenis yang berbeda, dan suasana tidak Jadi setiap teori longsor runout panjang di Bumi juga harus bekerja untuk longsoran di Iapetus.."
Percobaan secara tidak sengaja
McKinnon, yang penelitiannya berfokus pada satelit-satelit es dari planet-planet terluar sistem tata surya, telah mempelajari Iapetus sejak wahana antariksa Cassini terbang oleh itu pada Desember 2004 dan September 2007 dan streaming gambar dari bulan es ke Bumi.
Hampir segala sesuatu tentang Iapetus adalah ganjil. Harus bola, tapi lebih gemuk di ekuator daripada di kutub, mungkin karena membeku di tempat ketika itu berputar lebih cepat daripada sekarang. Dan memiliki, sangat tinggi silet striaght pegunungan asal misterius yang membungkus sebagian besar jalan di sekitar khatulistiwa. Karena keberanian dan punggungan raksasa, bulan tampak seperti kenari besar.
Jika permukaan Iapetian terkunci di tempatnya sebelum bisa spin down untuk bola, ada harus menekankan di permukaannya, McKinnon beralasan. Jadi dia menyarankan Singer memeriksa gambar Cassini untuk patah tulang stres di es.
Dia tampak hati-hati pada setiap gambar Cassini dan tidak menemukan banyak bukti dari rekah. Sebaliknya, dia terus mencari raksasa longsoran.
Singer akhirnya diidentifikasi 30 besar es salju longsor di gambar Cassini - 17 yang telah jatuh ke bawah dinding kawah dan 13 yang telah menyapu ke bawah slide pegunungan khatulistiwa.
Hati-hati pengukuran dari ketinggian tempat es telah jatuh dan runout longsoran tidak menemukan tren yang konsisten dengan beberapa teori yang paling populer untuk mobilitas luar biasa panjang runout longsor.
Para ilmuwan mengatakan data tidak dapat mengecualikan mereka, namun. "Kami tidak memiliki kisaran yang sama dari pengukuran untuk longsoran Iapetian yang tersedia untuk tanah longsor di Bumi dan Mars," jelas Singer.
Tapi, itu tetap jelas bahwa koefisien gesekan dari longsoran (diukur dengan proxy, rasio antara tinggi drop dan runout) tidak konsisten dengan koefisien gesekan es yang sangat dingin diukur di laboratorium.
Koefisien gesekan dapat berkisar dari dekat nol sampai lebih besar dari satu. Laboratorium pengukuran koefisien untuk kebohongan es benar-benar dingin antara 0,55 dan 0,7.
"Puing-puing es Sungguh dingin adalah sebagai gesekan seperti pasir pantai," kata McKinnon.
Koefisien untuk longsoran Iapetus, bagaimanapun, pencar antara 0,1 dan 0,3. Sesuatu tidak aktif di sini.
Sebuah hipotesis dapat diuji
Dalam sebuah percobaan laboratorium khas untuk mengukur koefisien gesekan es, silinder es diputar terhadap satu sama lain dan ketahanan terhadap rotasi diukur. Jika es bergerak perlahan, sangat friksional.
Tetapi jika itu bergerak lebih cepat, gesekan bisa lebih rendah.
Apakah gerak yang cepat membuat bahkan super-dingin es licin? Itu hipotesis dapat diuji, para ilmuwan menunjukkan, dan salah satu mereka berharap fisikawan eksperimental akan segera mengambil untuk spin.
Gesekan tidak sepele
Jika es menjadi kurang gesekan ketika bepergian dengan kecepatan, bagaimana dengan batu? "Jika Anda memiliki beberapa jenis gerakan cepat, apakah itu longsor atau slip sepanjang sesar, maka hal yang sama bisa terjadi," kata Singer.
Ahli geologi sekarang menyadari bahwa kesalahan utama lebih lemah selama gempa bumi dari laboratorium pengukuran koefisien batu 'gesekan menyarankan mereka harus, katanya.
Tapi dalam kasus ini, eksperimen kecepatan yang lebih tinggi sudah telah dilakukan. Pada tingkat selip lambat, koefisien gesekan batuan berkisar 0,6-0,85. Tetapi ketika batuan meluncur melewati satu sama lain cukup cepat, koefisien gesekan sudah dekat 0,2. Itu di kisaran yang sama dengan koefisien yang Iapetian es longsor itu.
Tidak ada yang yakin apa melumasi kesalahan ketika mereka tersentak menjadi gerak karena gempa bumi, tapi salah satu yang hipotesis paling sederhana adalah sesuatu disebut flash pemanasan, Singer mengatakan. Idenya adalah bahwa sebagai slide batu masa lalu satu sama lain, asperities (titik kontak kecil) pada permukaan mereka yang dipanaskan oleh gesekan.
Di atas kecepatan kritis, panas tidak akan punya waktu untuk melarikan diri titik kontak, yang akan flash-dipanaskan sampai suhu cukup tinggi untuk melemahkan atau bahkan meleleh batu. Melemahnya Ini mungkin dapat menjelaskan tarif selip tinggi dan pemindahan geser besar karakteristik dari gempa bumi.
Kasus untuk pemanasan flash ditopang oleh penemuan batu yang tampaknya telah mengalami leleh gesekan, frictionites umum disebut, atau pseudotachylites, bersama kesalahan dan terkait dengan beberapa slide rock, Singer mengatakan.
"Anda mungkin berpikir gesekan adalah sepele," kata McKinnon, "tapi itu bukan Dan itu berlaku untuk gesekan antara es dan gesekan antara batuan.. Ini sangat penting tidak hanya untuk tanah longsor, tetapi juga untuk gempa bumi dan bahkan untuk stabilitas tanah. Dan itulah mengapa pengamatan ini pada bulan es yang menarik dan pemikiran. "