01.08.2012 | Наука

На ледяном спутнике Сатурна происходят гигантские оползни

На спутнике Сатурна Япете обнаружены гигантские оползни, которые редко встречаются на других планетах Солнечной системы. Об этом сообщается в статье в журнале Nature Geoscience.

Келси Сингер (Kelsi Singer) и Уильям Маккиннон (William McKinnon) из университета Вашингтона в Сент-Луисе изучали фотографии поверхности Япета, полученные космическим аппаратом "Кассини" (Cassini), который дважды пролетал мимо ледяного спутника в 2004 и 2007 годах.

Учёных заинтересовала странная форма этой ледяной луны. Япет приплюснут с полюсов и имеет вдоль большей части экватора длинный горный хребет, что делает его похожим на гигантский грецкий орех. Исследователи предположили, что такое строение должно создавать большое напряжение поверхности, и попытались найти на снимках свидетельствующие об этом разломы.

Но вместо этого они обнаружили следы 30 феноменальных ледяных оползней. Измерив высоту, с которой срывались многие тонны инопланетного льда, и длину, на которую они продвинулись, учёные установили странную особенность. Падая с высоты, ледяная масса набирает такую скорость, что коэффициент её трения о поверхность снижается, и она начинает течь подобно жидкости. Это позволяет оползню преодолевать гигантские расстояния, которые не укладываются в рамки существующих моделей.

"Конечно, для оползней на Япете у нас нет таких подробных измерений, как на Земле или Марсе, — говорит Сингер в пресс-релизе университета. – Но совершенно ясно, что коэффициент трения оползня, который характеризует отношение высоты падения и глубины продвижения массы, не соответствует коэффициенту характерному для очень холодного льда".

Коэффициент трения измеряется в диапазоне от "больше ноля" до "больше единицы". Лабораторные эксперименты показывают, что для очень холодного льда этот показатель составляет от 0,55 до 0,7 (аналогично коэффициенту трения песка). Но результаты измерений на Япете показывают коэффициент от 0,1 до 0,3.

На Земле обычный оползень после спуска по наклонной поверхности продвигается вперёд по равнине на расстояние в два раза меньшее, чем высота падения. В редких случаях лавины из камней, грязи и песка могут преодолевать значительно более длинную дистанцию по горизонтали и даже подниматься на уклон. Это явление, получившее название штурцшторм (sturzstrom, падающий поток), до сих пор не поддаётся объяснению.

То же самое только в больших масштабах исследователи обнаружили на Япете. Например, стена кратера Манул разрушилась и обвалилась на 8 километров, а затем продвинулась вперёд еще на 35.

Маккиннон считает, что разгадка загадочных оползней кроется в уникальном рельефе ледяного спутника Сатурна. Гигантские метеоритные кратеры соседствуют здесь с горными хребтами высотой 20 километров, что вдвое выше Эвереста. Учёные предполагают, что, падая с большой высоты и развивая огромную скорость, лёд изменяет свои свойства, и коэффициент трения снижается в несколько раз.

"Самая простая гипотеза объясняет это явление быстрым нагревом сползающей массы от трения о грунт на большой скорости, — говорит Сингер. – В какой-то критический момент лёд начинает плавиться, и коэффициент трения снижается".

Экспериментальные данные для каменных оползней на Земле показывают похожую динамику. При низких скоростях коэффициент трения горной породы составляет от 0,6 до 0,85. Но при очень большом ускорении, которое может быть вызвано землетрясением, этот показатель может снижаться до 0,2, что сопоставимо с данными, полученными для Япета.

Маккиннон говорит, что уникальные оползни на спутнике Сатурна дают много пищи для размышления. Ведь они происходят в условиях, которые нельзя смоделировать ни в одной лаборатории. Там в условиях низкой гравитации и отсутствия атмосферы с невероятно высоких гор спускается лёд, а не скальная порода. Таким образом, на Япете можно проверить теории возникновения гигантских оползней и на нашей планете.

Источник — "Вести.Ru"