火星上一些山體滑坡似乎違背了一條重要的物理定律?！伴L(zhǎng)的，失控的滑坡”是由大量巖石和土壤向下移動(dòng)形成，這主要是由于重力的作用，但這樣的力卻很難解釋。

滑坡體積超過了帝國(guó)大廈的體積，在平坦表面上以高達(dá)每小時(shí)360公里的高速移動(dòng)長(zhǎng)達(dá)數(shù)十公里。這似乎表明只有很少的摩擦存在，摩擦力是一個(gè)表面相對(duì)于另一個(gè)表面滑動(dòng)時(shí)抵抗運(yùn)動(dòng)的基本物理力。與正常、較短的山體滑坡相比：

這些長(zhǎng)時(shí)間山體滑坡中摩擦力的缺乏，相當(dāng)于在潮濕或結(jié)冰表面上駕駛汽車時(shí)突然失去牽引力：你拉動(dòng)剎車，但停下來的地方遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了預(yù)期。為了解釋這個(gè)難題，科學(xué)家們提出，這些山體滑坡一定是在該地區(qū)被冰覆蓋的時(shí)候發(fā)生。但在發(fā)表在《自然通訊》期刊上的研究論文中，提出了另一個(gè)答案。這一結(jié)果可以幫助我們防止有害的山體滑坡——無論是在火星上還是在地球上。自從近半個(gè)世紀(jì)前首次被發(fā)現(xiàn)以來，地質(zhì)學(xué)家們一直在討論火星滑坡的奇怪行為。

這些類型的滑坡在地球地質(zhì)史上也曾發(fā)生過，但由于地球活躍于侵蝕、大氣風(fēng)化(風(fēng)、雨等)、植被覆蓋和板塊構(gòu)造，這些證據(jù)即使不能完全消除，也可以被掩蓋。這就是為什么在太陽系其他行星上研究長(zhǎng)時(shí)間、不堪重負(fù)的山體滑坡的原因。事實(shí)上，這樣有很多好處。在這顆紅色的星球上，由于侵蝕速率的降低以及植被和板塊構(gòu)造缺失，山體滑坡及其形態(tài)特征被完好地保存了數(shù)百萬年。我們現(xiàn)在也有可用火星表面的衛(wèi)星圖像，其分辨率比在地球上的一些地區(qū)分辨率要好。

新發(fā)現(xiàn)

因此，可以進(jìn)行觀測(cè)和測(cè)量，這在地球上是不能的?；鹦巧系乃止仁且粋€(gè)4000公里長(zhǎng)的筆直峽谷，深達(dá)8公里。它恰好位于火星赤道南面，那里出現(xiàn)了不同尋常的長(zhǎng)時(shí)間滑坡。在本研究中，研究人員關(guān)注的是一個(gè)保存最完好的山體滑坡——其大小與美國(guó)整個(gè)羅德島州的大小相似?；嘛@示出沿運(yùn)動(dòng)方向延伸的長(zhǎng)山脊，幾乎覆蓋了整個(gè)沉積物的長(zhǎng)度。如前所述，這些山脊以前被解釋為滑坡時(shí)底層冰的結(jié)果。

這一假設(shè)得到了這樣一個(gè)事實(shí)的支持，即在冰川上的陸地滑坡上也觀察到了類似結(jié)構(gòu)?；谶@種相似性，火星滑坡上出現(xiàn)的山脊被用來支持火星曾經(jīng)被冰覆蓋的理論。但是，火星緯度如此之高的冰川存在及其出現(xiàn)時(shí)間，卻引起了激烈的爭(zhēng)論。更重要的是，目前還不清楚是什么確切的機(jī)制在冰河時(shí)期創(chuàng)造了這些山脊。為了研究是否還有其他解釋，科學(xué)家們制作了滑坡的計(jì)算機(jī)模型，稱為“數(shù)字高程”模型。這些是地形的3-D表示，從高分辨率衛(wèi)星圖像和地形的高程數(shù)據(jù)獲得。

從這些數(shù)據(jù)中，可以計(jì)算出滑坡的厚度，山脊長(zhǎng)度，山脊的高度和波長(zhǎng)——即相鄰兩個(gè)山脊之間從山頂?shù)缴巾數(shù)木嚯x。研究發(fā)現(xiàn)，山脊的波長(zhǎng)始終是滑坡厚度的兩到三倍。這種關(guān)系以前只在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中得到了證明（這些實(shí)驗(yàn)不涉及冰）本研究結(jié)果是第一個(gè)證據(jù)。這表明冰不是形成長(zhǎng)脊的必要條件，相反這些山脊可能是由于底層不穩(wěn)定輕質(zhì)巖石以高速形成。這些層可能是由于滑動(dòng)底部的巖石顆粒與山谷粗糙表面的振動(dòng)和碰撞而形成。

這將引發(fā)一種“對(duì)流過程”（通過運(yùn)動(dòng)傳遞熱量）導(dǎo)致較高密度和較重巖層下落，而較輕的巖石上升。一旦解釋了這種機(jī)械不穩(wěn)定性，并將其與滑塊以驚人的高速運(yùn)動(dòng)結(jié)合在一起，就可以顯示出沿著滑坡運(yùn)動(dòng)方向延伸的漩渦產(chǎn)生了，從而產(chǎn)生了在滑坡表面觀察到長(zhǎng)長(zhǎng)的山脊。這些發(fā)現(xiàn)很重要，在地球上，這種災(zāi)難性事件不完整記錄可能導(dǎo)致對(duì)這些山體滑坡危險(xiǎn)的誤解和忽視。

但是，正如過去發(fā)生的那樣，它們將在未來發(fā)生，給基礎(chǔ)設(shè)施和人民生活帶來極大的風(fēng)險(xiǎn)。把目光轉(zhuǎn)向更遠(yuǎn)的地方，去了解我們身邊的東西，有時(shí)是一種根本的視角變化。但是，正如我們所知道的，火星上也仍在發(fā)生山體滑坡，這些研究將為火星上人類住區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)緩解設(shè)置背景知識(shí)，無論它們?cè)诙噙h(yuǎn)的將來仍然存在。

博科園｜文：Giulia Magnarini/The Conversation

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