在土星的月球上發現長長的山體滑坡,Iapetus,可以幫助提供地球上類似物質運動的線索。研究冰冷衛星的科學家已經確定,閃蒸加熱可能導致冰塊下降10至15倍,比以前對Iapetus的預期更遠。
在火星和地球上可以發現擴展的山體滑坡,但更可能是由巖石而不是冰組成。儘管材料存在差異,但科學家認為,這三種物體上的長時間翻滾碎片之間可能存在聯繫。
華盛頓大學的首席科學家Kelsi Singer告訴SPACE.com說:「我們認為所有這一切的共同機制更有可能,我們希望能夠解釋所有觀察結果。」
巖堅硬的冰
巨大的山體滑坡長達50英裡(80公裡),落在Iapetus的表面。辛格和她的團隊通過研究美國宇航局卡西尼號太空船拍攝的圖像,確定了30個這樣的位移。[ 照片:來自美國宇航局卡西尼號軌道飛行器的最新土星照片 ]
Iapetus 幾乎完全由冰組成,已經從其他衛星中脫穎而出。雖然太陽系中的大多數物體都有巖石罩和金屬核心,頂部有冰層,但科學家們認為Iapetus幾乎完全由冷凍水組成。有一些巖石和碳質材料使一半的月亮看起來比另一半更暗,但這似乎只是一個表面特徵。
Iapetus上的冰與地球上發現的冰不同。因為月亮的溫度可以低至300華氏度(150攝氏度),月球的冰很硬且非常乾燥。
「這更像是我們在地球上遇到的巖石,只因為它太冷了,」辛格說。
緩慢移動的冰會產生很多摩擦,所以當冰從高處落下時,科學家們預計它的行為就像地球上的巖石一樣。相反,他們發現它的行程比預期的要遠得多。
Singer解釋說,滑坡運行的距離通常與其下降的距離有關。大多數時候,任何類型的碎片在行進兩倍之前就會失去能量。但是在Iapetus上,冰塊的移動距離下降了20到30倍。
閃光加熱可以提供額外的推動力。
越來越快
當材料下降得太快以至於熱量沒有時間消散時,就會發生閃光加熱。相反,它會集中在小區域,減少滑動物體之間的摩擦,使它們比正常條件下的行進更快,更遠。
「他們幾乎表現得更像流暢,」辛格說。
在Iapetus上,落下的材料很有可能達到很高的速度,因為它有很多很高的高度。月球在其鼓脹的赤道周圍環繞著一圈山脈,可以高達12英裡(20公裡),發現的最長的跳躍與山脊和衝擊盆牆有關。
科學家們認為山體滑坡是相對較新的,並且可能是由於過去十億年左右的影響而引發的。
「你沒有在滑坡材料上看到很多小隕石坑,」辛格說,儘管周圍的地形有轟炸的證據。隨著時間的推移,景觀往往被落下的巖石點綴,因此表面越小,它就越小。[ 土星衛星的照片 ]
在脊和牆上休息,材料逐漸變得更不穩定。近距離撞擊可能會使它們脫落,但是強大而遙遠的撞擊在冰面上的反射也可能使它們翻滾。
連接冰和巖石
重力,大氣和含水量的差異使得在土衛八上看到的滑坡很難在實驗室中複製。但是它們發生在不同類型的世界上的事實使得觸發擴展幻燈片的機制更可能依賴於任一環境所特有的事物。
「我們在土衛八,地球和火星上都有它們,」辛格說。「從理論上講,它們應該非常相似。」
辛格指出了產生地震的斷層線內摩擦的影響。當地球上的板塊移動時,斷層內的巖石會相互阻礙,直到力將它們拉開。但有時候,這些錯誤比科學家根據他們對摩擦的理解所能解釋得更遠。如果在斷層內發生閃光加熱,它可以解釋為什麼兩個相對的面滑動它們的方式,並激發對地震的更好理解。
在這種情況下,閃蒸加熱會導致礦物質熔化和重新形成,從而在斷層周圍產生意外的物質。在地球上長滑坡的基礎上已經發現了一些這樣的材料。
「如果發生其他事情,比如閃光加熱,或者某種東西使得[材料]的摩擦係數較低,這會影響任何使用摩擦係數的模型,」辛格說。