Detaljerade tredimensionella bilder av ett omfattande jordskred på Mars, som spänner över ett område som är mer än 55 kilometer brett, har analyserats för att förstå hur de ovanligt stora och långa åsarna och fårorna bildades för cirka 400 miljoner år sedan.

Resultaten, publiceras idag i Naturkommunikation , visar för första gången att de unika strukturerna på marsskred från berg flera kilometer höga kunde ha bildats i höga hastigheter på upp till 360 kilometer i timmen på grund av underliggande lager av instabila, splittrade stenar.

Detta utmanar tanken att underliggande lager av hala is bara kan förklara så långa vidsträckta åsar, som finns på jordskred i hela solsystemet.

Förste författare, Ph.D. student Giulia Magnarini (UCL Earth Sciences), sa:"Skred på jorden, särskilt de på toppen av glaciärer, har studerats av forskare som en proxy för de på Mars eftersom de visar liknande formade åsar och fåror, dra slutsatsen att marsskred också berodde på ett isigt underlag.

"Dock, vi har visat att is inte är en förutsättning för sådana geologiska strukturer på Mars, som kan bildas på grova, steniga ytor. Detta hjälper oss att bättre förstå utformningen av Mars-landskap och har konsekvenser för hur jordskred bildas på andra planetariska kroppar inklusive jorden och månen."

Laget, från UCL, Naturhistoriska museet (London), Ben Gurion University of Negev (Israel) och University of Wisconsin Madison (USA), använde bilder tagna av NASA:s Mars Reconnaissance Orbiter för att analysera några av de bäst definierade jordskreden på distans.

Tvärsnitt av Mars-ytan i Coprates Chasma i Valles Marineris analyserades för att undersöka sambandet mellan åsarnas höjd och fårornas bredd jämfört med skredavsättningens tjocklek.

Strukturerna visade sig uppvisa samma förhållanden som de som vanligtvis ses i vätskedynamikexperiment med sand, Att antyda ett instabilt och torrt stenigt baslager är lika genomförbart som ett isigt när det gäller att skapa de stora formationerna.

Där skredavlagringarna är tjockast, åsar bildar 60 meter höga och fårorna är så breda som åtta simbassänger i olympisk storlek från ända till ända. Strukturerna förändras när avlagringar tunnas ut mot skredets kanter. Här, åsar är grunda på 10 meter höga och sitter närmare varandra.

Medförfattare, Dr Tom Mitchell, Docent i jordbävningsgeologi och bergfysik (UCL Earth Sciences), sa:"Marsskredet vi studerade täcker ett område som är större än Stor-London och strukturerna inom det är enorma. Jorden kan hysa jämförbara strukturer men de är svårare att se och våra landformer eroderar mycket snabbare än de på Mars på grund av regn.

"Även om vi inte utesluter närvaron av is, vi vet är att is inte behövdes för att bilda de långa utloppen vi analyserade på Mars. Vibrationerna av stenpartiklar initierar en konvektionsprocess som fick övre tätare och tyngre berglager att falla och lättare stenar att resa sig, liknande det som händer i ditt hem där uppvärmd mindre tät luft stiger över radiatorn. Denna mekanism drev flödet av avlagringar upp till 40 km bort från bergskällan och i fenomenalt höga hastigheter."

Forskargruppen inkluderar Apollo 17-astronaut, Professor Harrison Schmitt (University of Wisconsin Madison), som gick på månen i december 1972 och avslutade geologiskt fältarbete medan han var på månens yta.

Professor Schmitt, sa:"Detta arbete med jordskred från Mars hänför sig till ytterligare förståelse av månskred såsom Light Mantle Avalanche som jag studerade i dalen Taurus-Littrow under Apollo 17-utforskning och har fortsatt att undersöka med hjälp av bilder och data som nyligen samlats in från månens omloppsbana. Flödesinitiering och mekanismer på månen kan skilja sig mycket från Mars; jämförelser hjälper ofta geologer att förstå jämförbara egenskaper.

"Som på jorden, månens meteornedslagsmiljö har ändrat ytegenskaperna hos Light Mantle Avalanche under de 75+ miljoner åren sedan den inträffade. Effektomfördelningen av material i månmiljön har ändrat egenskaper som i slutändan kan hittas likna de som dokumenterats i marsskredstudien.

"Av ytterligare intresse i förhållande till Light Mantle Avalanche-fyndigheten kommer att vara den kommande undersökningen av en kärna från de övre 70 cm av fyndigheten som erhölls under Apollo 17-utforskningen. Denna tidigare skyddade kärna håller på att öppnas och undersökas av ett stort konsortium av NASA och externa forskare. Denna viktiga studie av ett jordskred från Mars, tills vidare åtminstone, har begränsats till fjärravkänd information."