Les sols arctiques à mouvement lent forment des modèles qui, d'une certaine distance, ressemblent à ceux que l'on trouve dans les fluides courants tels que les gouttes de peinture et le glaçage de gâteau d'anniversaire. Les chercheurs de Los Alamos et leurs collaborateurs ont analysé les formations existantes du sol arctique et les ont comparées à des fluides visqueux, déterminer qu'il existe une explication physique à ce modèle qui est commun aux paysages terrestres et martiens.

"L'étude de cet effet est particulièrement importante car nous mesurons la réponse du paysage au changement climatique et visons à comprendre le stockage et la libération du carbone du pergélisol dans les paysages arctiques, " dit Rachel Glade, premier auteur sur un article dans la revue PNAS . « Alors que nous voyons le pergélisol fondre dans l'Arctique, nous devrons être en mesure de prévoir et d'atténuer les instabilités de la pente arctique. »

La recherche montre l'intérêt de comprendre les forces de cohésion "collantes" dans la dynamique du paysage. Une caractéristique clé du sol arctique est qu'il est périodiquement gelé, produire un mélange évolutif de matériau granulaire, glace fluide et réelle, ce qui est diaboliquement complexe à comprendre car il change et change au fil du temps.

Une fois mis en mouvement en raison des pentes et des températures élevées, le mouvement du sol, appelé solifluxion, tend à produire des motifs spatiaux distinctifs qui peuvent être observés à partir d'avions, à la fois à travers les pentes et de haut en bas. Le courant descendant, plutôt que de montrer une large feuille de matériau glissant uniformément, forme à la place des "lobes" de sol en forme de doigts qui s'étendent devant la feuille principale lorsqu'elle se déplace.

Inspiré par les instabilités fluides, l'équipe de recherche a développé un modèle conceptuel pour les modèles de sol et a utilisé une analyse mathématique pour prédire leur longueur d'onde. "En particulier, nous proposons que les modèles de sol surviennent en raison de la compétition entre la gravité et la cohésion ou la « viscosité » des grains du sol, " notent les auteurs de l'article. " Nous comparons nos prédictions théoriques avec un ensemble de données sur les caractéristiques du sol de Norvège, constatant que les modèles de sol sont contrôlés par des propriétés de type fluide ainsi que par le climat. » Cela a des implications pour la compréhension des scientifiques des paysages et des matériaux complexes composés à la fois de composants granulaires et fluides.

L'équipe, de Los Alamos, l'Université Carlton et le Massachusetts Institute of Technology, utilisé des données topographiques haute résolution de plus de 3, 000 lobes de solifluxion sur 25 sites en Norvège, montrant que la mise à l'échelle entre les longueurs d'onde de solifluxion et la pente, épaisseur des lobes, et l'angle avant du lobe étaient généralement d'accord avec leur analyse théorique.