Certains glissements de terrain sur Mars semblent défier une loi importante de la physique. "Longue, les glissements de terrain" sont formés par d'énormes volumes de roche et de sol se déplaçant vers le bas de la pente, en grande partie à cause de la force de gravité. Mais leur pouvoir est difficile à expliquer. Avec des volumes dépassant celui de l'Empire State Building, ils se déplacent à des vitesses allant jusqu'à 360 kilomètres par heure sur des surfaces planes jusqu'à des dizaines de kilomètres.

Cela semble indiquer qu'il n'y a pas ou très peu de friction. Le frottement est la force physique fondamentale qui résiste au mouvement d'une surface glissant par rapport à une autre. L'absence de friction dans ces longs glissements de terrain - par rapport à la normale, les plus courts - est comparable à une perte soudaine de traction lors de la conduite d'une voiture sur une surface mouillée ou verglacée :vous tirez sur les freins, mais vous vous arrêtez bien au-delà de votre intention.

Pour expliquer cette énigme, les scientifiques ont suggéré que ces glissements de terrain doivent avoir eu lieu à un moment où la zone était couverte de glace. Mais dans notre récent article, publié dans Nature Communications, nous avons trouvé une autre réponse. Les résultats pourraient nous aider à nous protéger contre les glissements de terrain nuisibles, à la fois sur Mars et sur Terre.

Les géologues ont discuté du comportement étrange des glissements de terrain martiens depuis qu'ils ont été identifiés pour la première fois il y a près d'un demi-siècle. Ces types de glissements de terrain se sont également produits sur Terre dans son histoire géologique, mais parce que notre planète est active avec l'érosion, altération atmosphérique (vent, pluie et ainsi de suite), couvert végétal et tectonique des plaques, leurs preuves peuvent être masquées sinon complètement effacées.

C'est la raison pour laquelle nous étudions longtemps, glissements de terrain sur d'autres planètes de notre système solaire. Il y a en effet plusieurs avantages à le faire. Sur la planète rouge, les glissements de terrain et leurs caractéristiques morphologiques sont bien préservés pendant des millions d'années en raison du taux d'érosion réduit et de l'absence de végétation et de tectonique des plaques.

Nous disposons désormais également d'images satellites de la surface de Mars avec une résolution meilleure que celle que nous avons pour certaines régions ici sur Terre. Par conséquent, nous pouvons effectuer des observations et des mesures qui ne sont pas ainsi accordées sur notre planète.

De nouvelles découvertes

Valles Marineris sur Mars est un 4, 000km de long, canyon droit, jusqu'à 8 km de profondeur. Il est situé juste au sud de l'équateur martien, où des exemples extraordinaires de longue, des glissements de terrain sont présents. Dans notre étude, nous nous sommes concentrés sur l'un des glissements de terrain les mieux préservés, avec une taille similaire à l'ensemble de l'État de Rhode Island aux États-Unis.

Le glissement de terrain montre de longues crêtes qui s'étendent dans la direction du mouvement sur presque toute la longueur du gisement. Comme mentionné, ces crêtes ont déjà été interprétées comme étant le résultat de la glace sous-jacente au moment du glissement de terrain. Cette hypothèse est étayée par le fait que des structures similaires ont été observées sur des glissements de terrain terrestres sur des glaciers.

Sur la base de cette similitude, la présence des crêtes sur les glissements de terrain martiens a été utilisée à l'appui de la théorie selon laquelle Mars était autrefois recouverte de glace. Mais la présence de glaciers et leur chronologie à une telle latitude martienne font l'objet de vifs débats. Quoi de plus, on ne sait toujours pas quels mécanismes exacts ont créé ces crêtes pendant la période glaciaire.

Pour rechercher s'il peut y avoir d'autres explications, nous avons réalisé des modèles informatiques du glissement de terrain appelés modèles "d'élévation numérique". Ce sont des représentations 3D du terrain, obtenues à partir d'images satellitaires à haute résolution et des données d'élévation du terrain. A partir de ces données, nous pourrions calculer l'épaisseur des glissements de terrain, la longueur des crêtes, leur hauteur et leur longueur d'onde, c'est-à-dire la distance de crête à crête entre deux crêtes côte à côte.

Nous avons montré que la longueur d'onde des arêtes est constamment deux à trois fois supérieure à la valeur de l'épaisseur du glissement de terrain. Cette relation n'a été démontrée auparavant que dans des expériences de laboratoire - qui n'impliquent pas de glace - et notre résultat est la première preuve sur le terrain.

Cela suggère que la glace n'est pas une condition nécessaire à la formation des longues crêtes. Au lieu, nous proposons que les crêtes pourraient s'être formées à des vitesses élevées en raison de couches sous-jacentes d'instabilité, roches légères. Ces couches auraient été créées par des vibrations et des collisions de particules rocheuses au fond du glissement avec la surface rugueuse de la vallée. Cela aurait déclenché un « processus de convection » – un transfert de chaleur par mouvement – ​​qui aurait fait tomber des couches supérieures de roches plus denses et plus lourdes et des roches plus légères se lever.

Une fois cette instabilité mécanique prise en compte et couplée au mouvement à grande vitesse phénoménal du glissement, nous avons pu montrer que des tourbillons s'étendant dans la direction du mouvement du glissement de terrain étaient générés, donnant lieu aux longues crêtes que l'on observe à la surface du glissement de terrain.

Les découvertes sont importantes. Sur Terre, l'enregistrement incomplet de ces événements catastrophiques peut conduire à des interprétations erronées et à une méconnaissance du risque de ces glissements de terrain. Mais, comme c'était le cas dans le passé, ils se produiront dans le futur, de grands risques pour les infrastructures et la vie des personnes.

Détourner davantage le regard pour comprendre ce qui est près de nous est parfois un changement de perspective fondamental. Mais, comme nous le savons, des glissements de terrain se produisent également sur Mars, ces études établiront les connaissances de base pour l'atténuation des risques des établissements humains sur Mars, peu importe à quelle distance dans le futur ils sont encore.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.