Långsamt rörliga arktiska jordar bildar mönster som, på avstånd, liknar de som finns i vanliga vätskor som droppar i färg och glasyr för födelsedagstårta. Los Alamos-forskare och deras medarbetare analyserade befintliga arktiska jordformationer och jämförde dem med trögflytande vätskor, fastställa att det finns en fysisk förklaring till detta mönster som är gemensamt för både jordens och Mars landskap.

"Studien av denna effekt är särskilt viktig eftersom vi mäter landskapets reaktion på klimatförändringar och strävar efter att förstå lagring och frigöring av permafrostkol i arktiska landskap, sa Rachel Glade, första författare på ett papper i tidskriften PNAS . "När vi ser permafrosten tina över Arktis, vi kommer att behöva kunna förutsäga och mildra instabiliteter i arktiska sluttningar."

Forskningen visar värdet av att förstå "klibbiga" sammanhållningskrafter i landskapsdynamik. En viktig egenskap hos arktisk jord är att den periodvis är frusen, producerar en utvecklande blandning av granulärt material, flytande och faktisk is, vilket är djävulskt komplext att förstå när det skiftar och förändras över tiden.

När den väl satts i rörelse på grund av sluttningar och värmande temperaturer, markrörelsen, kallas solifluction, tenderar att producera distinkta rumsliga mönster som kan observeras från flygplan, både över backarna och upp och ner för dem. Nedförsflödet, istället för att visa ett brett ark av jämnt glidande material, bildar istället fingerlika "lober" av jord som sträcker sig ut framför huvudarket när det rör sig.

Inspirerad av vätskeinstabilitet, forskargruppen utvecklade en konceptuell modell för jordmönster och använde matematisk analys för att förutsäga deras våglängd. "Särskilt, vi föreslår att jordmönster uppstår på grund av konkurrens mellan gravitation och sammanhållning eller jordkornens "klibbighet", ", noterar tidningens författare. "Vi jämför våra teoretiska förutsägelser med en datauppsättning av jordegenskaper från Norge, att finna att jordmönster styrs av vätskeliknande egenskaper såväl som klimat." Detta har konsekvenser för forskarnas förståelse av landskap och komplexa material som består av både granulära och flytande komponenter.

Laget, från Los Alamos, Carlton University och Massachusetts Institute of Technology, använt högupplösta topografiska data från mer än 3, 000 solifluction lober på 25 platser i Norge, som visar att skalningen mellan solfluktionsvåglängder och lutning, lobtjocklek, och lobens frontvinkel överensstämde i allmänhet med deras teoretiska analys.