"Vediamo frane ovunque nel sistema solare", dice Singer Kelsi, studente laureato in Scienze della Terra e Planetarie alla Arts & Sciences della Washington University di St. Louis" ma Giapeto, la luna ghiacciata di Saturno ha più frane gigantesche rispetto a qualsiasi altro corpo planetario".
La ragione, dice William McKinnon, PhD, professore di Scienze della Terra e planetarie, è la spettacolare topografia di Giapeto. Possiede bacini da impatto giganti e molto profondi, una grande catena montuosa che raggiunge i 20 chilometri (12 miglia) di altezza, ovvero due volte e mezzo più del monte Everest", dice McKinnon.
Cadendo da tali altezze, il ghiaccio raggiunge alte velocità e poi succede qualcosa di strano.
In qualche modo, il suo coefficiente di attrito scende, e comincia a scorrere piuttosto lentamente fino a molte miglia prima che dissipi l'energia della caduta arrivando finalmente a riposarsi.
Nel numero del 29 luglio di Nature Geoscience, Singer, McKinnon e i colleghi Paul M. Schenk del Lunar and Planetary Institute e Jeffrey M. Moore della NASA Ames Research Center, descrivono queste valanghe giganti di ghiaccio proponendo un meccanismo che potrebbe rendere il ghiaccio e le rocce scivolose, non solo durante le valanghe o frane, ma anche durante i terremoti o i moonquakes ghiacciati.
Troppe ipotesi
Le valanghe di ghiaccio su Giapeto non sono solo grandi, ma sono più grandi di quelle che dovrebbero essere.
La controparte alla valanga di ghiaccio Iapetiana sulla Terra è una lunga eccentricità franosa sulla roccia, o sturzstrom, (termine tedesco tedesco per l'inglese "fallstream").
La maggior parte delle frane percorrono una distanza orizzontale che è inferiore al doppio della distanza dlle rocce cadute.
In rare occasioni, tuttavia, una frana si sposta 20 o 30 volte più lontano di quanto sarebbe dovuta cadere, per lunghe distanze in orizzontale o addirittura impennandosi in salita. Queste frane straordinariamente mobili, che sembrano rovesciarsi come un fluido piuttosto che come rocce, hanno lasciato a lungo perplessi gli scienziati.
La meccanica di una normale eccentricità è semplice. I detriti viaggiano verso l'esterno finché l'attrito all'interno della massa di detriti con il terreno, dissipa l'energia della roccia acquisita dalla caduta arrestandosferma.
"Ma per spiegare l'anomala discesa deve esistere qualche altro meccanismo.
Qualcosa dovrebbre agire per ridurre l'attrito durante l'eccentricità", dice Singer.
Il problema è che non c'è accordo su ciò che questo qualcosa potrebbe essere. Le proposte hanno incluso un cuscino d'aria, la lubrificazione da parte dell'acqua o da farina di roccia o un sottile strato fuso.
"Le frane su Giapeto sono esperimenti che non possiamo fare in un laboratorio o osservare sulla Terra", dice Singer.
"Sul nostro pianeta abbiamo esempi di frane giganti di ghiaccio che scendono come roccia che in teoria dovrebbero spiegare le valanghe su Giapeto".
La ragione, dice William McKinnon, PhD, professore di Scienze della Terra e planetarie, è la spettacolare topografia di Giapeto. Possiede bacini da impatto giganti e molto profondi, una grande catena montuosa che raggiunge i 20 chilometri (12 miglia) di altezza, ovvero due volte e mezzo più del monte Everest", dice McKinnon.
Cadendo da tali altezze, il ghiaccio raggiunge alte velocità e poi succede qualcosa di strano.
In qualche modo, il suo coefficiente di attrito scende, e comincia a scorrere piuttosto lentamente fino a molte miglia prima che dissipi l'energia della caduta arrivando finalmente a riposarsi.
Nel numero del 29 luglio di Nature Geoscience, Singer, McKinnon e i colleghi Paul M. Schenk del Lunar and Planetary Institute e Jeffrey M. Moore della NASA Ames Research Center, descrivono queste valanghe giganti di ghiaccio proponendo un meccanismo che potrebbe rendere il ghiaccio e le rocce scivolose, non solo durante le valanghe o frane, ma anche durante i terremoti o i moonquakes ghiacciati.
Troppe ipotesi
Le valanghe di ghiaccio su Giapeto non sono solo grandi, ma sono più grandi di quelle che dovrebbero essere.
La controparte alla valanga di ghiaccio Iapetiana sulla Terra è una lunga eccentricità franosa sulla roccia, o sturzstrom, (termine tedesco tedesco per l'inglese "fallstream").
La maggior parte delle frane percorrono una distanza orizzontale che è inferiore al doppio della distanza dlle rocce cadute.
In rare occasioni, tuttavia, una frana si sposta 20 o 30 volte più lontano di quanto sarebbe dovuta cadere, per lunghe distanze in orizzontale o addirittura impennandosi in salita. Queste frane straordinariamente mobili, che sembrano rovesciarsi come un fluido piuttosto che come rocce, hanno lasciato a lungo perplessi gli scienziati.
La meccanica di una normale eccentricità è semplice. I detriti viaggiano verso l'esterno finché l'attrito all'interno della massa di detriti con il terreno, dissipa l'energia della roccia acquisita dalla caduta arrestandosferma.
"Ma per spiegare l'anomala discesa deve esistere qualche altro meccanismo.
Qualcosa dovrebbre agire per ridurre l'attrito durante l'eccentricità", dice Singer.
Il problema è che non c'è accordo su ciò che questo qualcosa potrebbe essere. Le proposte hanno incluso un cuscino d'aria, la lubrificazione da parte dell'acqua o da farina di roccia o un sottile strato fuso.
"Le frane su Giapeto sono esperimenti che non possiamo fare in un laboratorio o osservare sulla Terra", dice Singer.
"Sul nostro pianeta abbiamo esempi di frane giganti di ghiaccio che scendono come roccia che in teoria dovrebbero spiegare le valanghe su Giapeto".
Giapeto ripreso dalla sonda Cassini della NASA
Un esperimento per caso
McKinnon, la cui ricerca si concentra sui satelliti ghiacciati dei pianeti esterni del Sistema Solare, ha studiato Giapeto dalla sonda Cassini che ha volato nel dicembre 2004 e nel settembre del 2007.
Quasi tutto ciò che riguarda Giapeto è dispari. Dovrebbe essere sferico, ma è più grasso all'equatore rispetto ai poli, probabilmente perché congelatosi quando girava più velocemente di quanto lo sia ora. Possiede una catena montuosa di origine misteriosa. estremamente elevata, che avvolge la maggior parte dell'equatore.
A causa della sua robustezza e della cresta gigante, la luna sembra una noce di grandi dimensioni.
Se la superficie Iapetiana si fosse bloccata prima di poter girare come una sfera, ci dovevano essere, secondo McKinnon le fratture da stress nel ghiaccio. Singer inizió invano la ricerca.
Guardò anche con attenzione ogni immagine di Cassini senza trovare molte prove sulla presenza di fratturazioni. Invece, continuava a trovare valanghe gigantesche.
Singer ha finalmente poi identificato 30 massiccie valanghe di ghiaccio, 17 che erano precipitate giù dalle pareti del cratere e altre 13 che si erano abbattute dalla catena montuosa equatoriale.
Misurazioni accurate delle alture da cui il ghiaccio era caduto e l'eccentricità della valanga non hanno trovato le tendenze in linea con alcune delle teorie più popolari per la mobilità straordinaria delle frane.
"Non abbiamo la stessa gamma di misure per le valanghe Iapetiane disponibili per frane sulla Terra e Marte", spiega Singer.
Ma, è tuttavia chiaro che il coefficiente di attrito delle valanghe (come misurato dal rapporto tra l'altezza di caduta e l'eccentricità) non è coerente con i coefficienti di attrito di ghiaccio molto freddi misurati in laboratorio.
I coefficienti di attrito possono variare da zero a maggiore di uno. Le misurazioni di laboratorio sui coefficienti del ghiaccio variano tra lo 0,55 e lo 0,7.
I coefficienti per le valanghe di Giapeto, tuttavia, hanno una dispersione tra 0,1 e 0,3.
In un esperimento tipico da laboratorio per misurare il coefficiente di attrito di ghiaccio, i cilindri di ghiaccio sono stati ruotati uno contro l'altro ed è stata misurata la loro resistenza alla rotazione. Se il ghiaccio si sta muovendo lentamente, vuol dire che c'è molto attrito.
Ma se fosse in movimento veloce, l'attrito potrebbe essere inferiore.
Sarebbe un rapido movimento a rendere il ghiaccio super freddo caldo e così scivoloso?
"E' un'ipotesi verificabile", gli scienziati hanno sottolineato.
L'ipotesi del repentineo riscaldamento è rafforzato dalla scoperta di rocce che sembrano aver subito una fusione d'attrito, genericamente chiamata "pseudotachylites", lungo le faglie e in prossimità di alcuni massi", dice Singer.
"Si potrebbe pensare che l'attrito è banale", ha detto McKinnon, "ma non lo è. E questo vale per l'attrito tra ghiaccio e gli attriti tra le rocce. E' molto importante non solo per le frane, ma anche per i terremoti e per la stabilità del terreno. Ed è per questo che queste osservazioni su una luna di ghiaccio sono interessanti e stimolanti".
Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/07/120729142249.htm
Un esperimento per caso
McKinnon, la cui ricerca si concentra sui satelliti ghiacciati dei pianeti esterni del Sistema Solare, ha studiato Giapeto dalla sonda Cassini che ha volato nel dicembre 2004 e nel settembre del 2007.
Quasi tutto ciò che riguarda Giapeto è dispari. Dovrebbe essere sferico, ma è più grasso all'equatore rispetto ai poli, probabilmente perché congelatosi quando girava più velocemente di quanto lo sia ora. Possiede una catena montuosa di origine misteriosa. estremamente elevata, che avvolge la maggior parte dell'equatore.
A causa della sua robustezza e della cresta gigante, la luna sembra una noce di grandi dimensioni.
Se la superficie Iapetiana si fosse bloccata prima di poter girare come una sfera, ci dovevano essere, secondo McKinnon le fratture da stress nel ghiaccio. Singer inizió invano la ricerca.
Guardò anche con attenzione ogni immagine di Cassini senza trovare molte prove sulla presenza di fratturazioni. Invece, continuava a trovare valanghe gigantesche.
Singer ha finalmente poi identificato 30 massiccie valanghe di ghiaccio, 17 che erano precipitate giù dalle pareti del cratere e altre 13 che si erano abbattute dalla catena montuosa equatoriale.
Misurazioni accurate delle alture da cui il ghiaccio era caduto e l'eccentricità della valanga non hanno trovato le tendenze in linea con alcune delle teorie più popolari per la mobilità straordinaria delle frane.
"Non abbiamo la stessa gamma di misure per le valanghe Iapetiane disponibili per frane sulla Terra e Marte", spiega Singer.
Ma, è tuttavia chiaro che il coefficiente di attrito delle valanghe (come misurato dal rapporto tra l'altezza di caduta e l'eccentricità) non è coerente con i coefficienti di attrito di ghiaccio molto freddi misurati in laboratorio.
I coefficienti di attrito possono variare da zero a maggiore di uno. Le misurazioni di laboratorio sui coefficienti del ghiaccio variano tra lo 0,55 e lo 0,7.
I coefficienti per le valanghe di Giapeto, tuttavia, hanno una dispersione tra 0,1 e 0,3.
In un esperimento tipico da laboratorio per misurare il coefficiente di attrito di ghiaccio, i cilindri di ghiaccio sono stati ruotati uno contro l'altro ed è stata misurata la loro resistenza alla rotazione. Se il ghiaccio si sta muovendo lentamente, vuol dire che c'è molto attrito.
Ma se fosse in movimento veloce, l'attrito potrebbe essere inferiore.
Sarebbe un rapido movimento a rendere il ghiaccio super freddo caldo e così scivoloso?
"E' un'ipotesi verificabile", gli scienziati hanno sottolineato.
L'ipotesi del repentineo riscaldamento è rafforzato dalla scoperta di rocce che sembrano aver subito una fusione d'attrito, genericamente chiamata "pseudotachylites", lungo le faglie e in prossimità di alcuni massi", dice Singer.
"Si potrebbe pensare che l'attrito è banale", ha detto McKinnon, "ma non lo è. E questo vale per l'attrito tra ghiaccio e gli attriti tra le rocce. E' molto importante non solo per le frane, ma anche per i terremoti e per la stabilità del terreno. Ed è per questo che queste osservazioni su una luna di ghiaccio sono interessanti e stimolanti".
Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/07/120729142249.htm
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