Fatti:
A. A.a F._ è proprietaria di due particelle di X._ (la xxx di 5'611 m2 e la yyy di 2'846 m2). Queste confinano a monte con la particella zzz di 3'623 m2, originariamente - ovvero nel momento dei fatti litigiosi e fino all'avvio della presente vertenza giudiziaria - di proprietà per un mezzo di E.C._ e per l'altra metà di A.A._ e B.A._. Nel corso degli anni ottanta, sulla particella zzz è stata formata una discarica.
A.b Del materiale scosceso da quest'ultima particella ha invaso i fondi di F._. Dopo averli diffidati senza successo a ripristinarne lo stato anteriore, in data 22 novembre 2000 ella ha intentato contro E.C._ nonché A.A._ e B.A._ un'azione possessoria avanti al Pretore del distretto di Lugano chiedendo una somma imprecisata in risarcimento del danno subito nonché l'esecuzione dei lavori che indicherà il perito giudiziario per fermare in modo definitivo la caduta di materiale sui suoi due fondi.
Successive donazioni hanno reso A.A._ unico proprietario della particella, ma il Pretore ha rifiutato una sostituzione delle parti con decreto 9 luglio 2003; a seguito del decesso di E.C._ sono subentrati nella lite quali suoi eredi C.C._ e D.C._.
A.c Le parti convenute hanno eccepito a due riprese (4 risp. 5 marzo 2002 e 19 aprile 2007) l'intervenuta prescrizione per l'intera procedura o quantomeno per la pretesa di risarcimento. Il Pretore ha respinto entrambe le eccezioni con "decreto" 22 luglio 2008 siccome tardive.
B. Il Tribunale di appello del Cantone Ticino, adito dalle parti convenute con appelli 31 luglio 2008, ha respinto i gravami con la sentenza 22 giugno 2011 qui impugnata. Esso ha altresì respinto un'istanza di assistenza giudiziaria formulata da A.A._ e B.A._.
C. Contro la predetta sentenza di appello A.A._ e B.A._ hanno inoltrato ricorso in materia civile (subordinatamente ricorso sussidiario in materia costituzionale) in data 29 luglio 2011; lo stesso hanno fatto C.C._ e D.C._ in data 3 agosto 2011. Essi chiedono l'annullamento della sentenza impugnata e l'accoglimento delle loro domande processuali vertenti all'accertamento dell'intervenuta prescrizione dell'azione possessoria dell'opponente, limitatamente alla domanda risarcitoria di lei, con corrispondente revisione delle conseguenze di tassa e spese delle sedi cantonali; A.A._ e B.A._ chiedono inoltre la riforma della sentenza di appello anche in punto al rifiuto dell'assistenza giudiziaria.
Non sono state chieste determinazioni.

Diritto:
1. Entrambi i ricorsi sono diretti contro la medesima sentenza. Questa è stata pronunciata fra le medesime parti e si fonda sulle medesime considerazioni. I due ricorsi, seppur inoltrati separatamente da due patrocinatori legali, sono quasi integralmente identici. In tali circostanze si giustifica congiungere i ricorsi ed evaderli con un unico giudizio (<ref-law> e <ref-law> combinati; <ref-ruling> consid. 1).
2. 2.1 Tema di fondo della vertenza fra le parti è un'azione possessoria ai sensi dell'<ref-law>. Essa è dunque di natura civile (<ref-law>) e di carattere pecuniario. Nel caso di specie, il valore di lite supera abbondantemente l'importo minimo legale di fr. 30'000.-- (<ref-law>). Il Tribunale di appello ha deciso quale seconda ed ultima istanza cantonale (<ref-law>). Tutti i ricorrenti hanno partecipato alla procedura avanti all'istanza inferiore uscendone soccombenti; hanno pertanto un interesse degno di protezione all'annullamento della stessa (<ref-law>). Entrambi i ricorsi in materia civile sono tempestivi (<ref-law>).
Vista la proponibilità dei ricorsi in materia civile, i ricorsi sussidiari in materia costituzionale si appalesano di primo acchito inammissibili (<ref-law>).
2.2 Per giurisprudenza costante, la sentenza pronunciata su azione possessoria rappresenta una misura cautelare ai sensi dell'<ref-law> (<ref-ruling> consid. 2). Il ricorrente può pertanto far valere unicamente la violazione di diritti costituzionali.
3. 3.1 In appello i ricorrenti hanno sottoposto ad esame il "decreto" del 22 luglio 2008 con il quale il Pretore ha respinto le due eccezioni di prescrizione da essi sollevate. Confermando la decisione pretorile, il Tribunale di appello ha di fatto ordinato la continuazione del procedimento avanti al giudice di prima sede, anche se non ha espressamente ordinato il rinvio dell'incarto. La decisione qui impugnata non è dunque finale (<ref-law>) bensì incidentale, notificata separatamente (<ref-law>), su una questione pregiudiziale di diritto materiale, che il Tribunale federale esamina soltanto in via eccezionale, qualora sia dato uno dei casi previsti all'<ref-law>: la decisione impugnata deve poter causare un danno irreparabile, rispettivamente l'accoglimento del gravame deve poter condurre immediatamente ad una decisione finale consentendo di evitare una procedura probatoria defatigante o dispendiosa (<ref-ruling> consid. 2.1; sentenze 4A_174/2010 del 2 giugno 2010 consid. 1.1; 4A_51/2008 del 28 marzo 2008 consid. 1.1).
3.2 A ragione i ricorrenti non pretendono che la decisione impugnata causi loro un danno irreparabile. In effetti, la reiezione dell'eccezione della prescrizione può essere senz'altro riproposta nell'ambito di un eventuale ricorso contro la decisione finale (sentenza 4A_51/2008 del 28 marzo 2008 consid. 1.2 in fine, in SJ 2008 I pag. 516), ed una sentenza finale favorevole ai ricorrenti porrebbe riparo al danno asseritamente causato dalla decisione incidentale (v. <ref-ruling> consid. 2.1 e 2.2; <ref-ruling> consid. 4).
3.3 Per poter essere impugnata separatamente in virtù dell'<ref-law>, la decisione incidentale deve soddisfare due condizioni cumulative (<ref-ruling> consid. 2.4.1; sentenze 4A_174/2010 del 2 giugno 2010 consid. 1.1; 4A_51/2008 del 28 marzo 2008 consid. 1.3, in SJ 2008 I pag. 516).
3.3.1 In primo luogo, l'accoglimento del ricorso deve portare ad una decisione finale: qualora, esaminando la decisione incidentale, arrivi alla soluzione inversa di quella dell'ultima istanza cantonale, il Tribunale federale deve poter metter definitivamente fine alla procedura (<ref-ruling> consid. 2.4.1; <ref-ruling> consid. 4.1; sentenza 4A_174/2010 del 2 giugno 2010 consid. 1.2).
Nel caso di specie, qualora il Tribunale federale ammettesse, contrariamente a quanto ha fatto il Tribunale di appello, l'eccezione di prescrizione sollevata dai ricorrenti, è certo che la procedura non potrebbe dirsi definitivamente conclusa: in effetti, essa dovrebbe proseguire per permettere al giudice di merito di decidere sulle eventuali misure volte a bloccare gli scoscendimenti di terreno ed evitare in futuro nuove frane. Al più, verrebbe definitivamente decisa - nel senso di una sua reiezione - quella conclusione volta ad ottenere un risarcimento per i danni già occorsi. Si pone pertanto la questione a sapere se basti, per soddisfare questo requisito, che il Tribunale federale pronunci una decisione parziale (nell'accezione espressa all'<ref-law>). La più recente giurisprudenza (non pubblicata) del Tribunale federale sembra voler rispondere al quesito in senso affermativo (sentenze 4A_7/2007 del 18 giugno 2007 consid. 2.2.1; 4A_650/2010 del 28 marzo 2011 consid. 1.4 in fine); più restrittiva appare la prassi sviluppata sotto l'egida dell'OG (<ref-ruling> consid. 2).
Nel caso di specie, la questione può rimanere indecisa.
3.3.2 Oltre alla condizione appena discussa, infatti, deve essere soddisfatta anche la seconda condizione, quella che esige che una decisione finale immediata consenta di evitare una procedura probatoria defatigante o dispendiosa. Se ciò non appare di primo acchito evidente, è compito della parte ricorrente dimostrare l'adempimento della condizione. A tal fine, essa deve in particolare indicare in modo dettagliato quali questioni di fatto siano ancora controverse e quali prove, già offerte o richieste, debbano ancora essere esperite, ed in cosa ciò causerebbe una procedura lunga e dispendiosa (<ref-ruling> consid. 2.4.2; v. anche <ref-ruling> consid. 1.3.3; sentenza 4A_174/2010 del 2 giugno 2010 consid. 1.3). Un complemento istruttorio di ordinaria ampiezza non è sufficiente: deve essere dimostrato che nel caso concreto la procedura probatoria si differenzi in modo importante da quella di un procedimento di ampiezza normale. Così, se le ulteriori esigenze probatorie si limitano all'audizione delle parti o di testimoni, oppure all'acquisizione di nuovi documenti, un ricorso indipendente non si giustifica. Diversa si presenta la situazione se si deve procedere all'erezione di una perizia complessa rispettivamente di più perizie, oppure all'audizione di numerosi testi, oppure ancora all'invio di commissioni rogatorie in paesi lontani (sentenza 4A_174/2010 del 2 giugno 2010 consid. 1.3; BERNARD CORBOZ, in Commentaire de la LTF, 2009, n. 34 ad <ref-law>).
Nel caso di specie, i due ricorsi - seppur lunghi e dettagliati nel merito - non contengono assolutamente nessuna indicazione utile in proposito: i ricorrenti A.A._ e B.A._ si limitano a menzionare "notevoli vantaggi dal profilo dell'economia processuale ed un chiaro snellimento della procedura (ritenuto che la causa e l'istruttoria continuerebbero solo relativamente ai lavori onde 'bloccare gli scoscendimenti di terreno ed evitare in futuro nuove frane di terreno [...]')". In termini ancora più succinti si esprimono i ricorrenti C.C._ e D.C._, che accennano ai "notevoli vantaggi dal profilo dell'economia processuale".
Queste generiche considerazioni sono ben lungi dal soddisfare le suesposte esigenze di motivazione. Né appare evidente che l'ulteriore istruzione della causa dovrà necessariamente essere lunga e dispendiosa: emerge ad esempio dalla sentenza impugnata che una perizia giudiziaria del 18 febbraio 2002 era stata notificata alle parti. Ed una scorsa all'incarto pretorile evidenzia come detta perizia fosse stata preceduta, ovviamente, dalla formulazione di quesiti e contro-quesiti e da un'ordinanza sulle prove; essa aveva in seguito fatto oggetto di istanze di delucidazione. Erano poi state proposte domande per l'interrogatorio formale delle parti ed erano stati uditi testi. Ora, ciò dimostra che la procedura probatoria si trova già in uno stadio avanzato e lascia presumere che la sua completazione non dovrebbe più essere particolarmente onerosa e lunga. Era pertanto a maggior ragione indispensabile che i ricorrenti fossero precisi ed esaustivi nell'indicare quali ulteriori prove debbano ancora essere assunte, e perché la loro assunzione rappresenti un impegno temporale e finanziario tale da oltrepassare in maniera notevole i limiti di un'usuale procedura probatoria.
Come detto, di ciò non vi è traccia nei pur lunghi ricorsi.
In conclusione, i ricorrenti non hanno reso plausibile il requisito che esige che una decisione finale immediata consenta di evitare una procedura probatoria defatigante o dispendiosa (<ref-law>).
4. I ricorrenti A.A._ e B.A._ contestano pure la decisione del Tribunale di appello che non ha concesso loro il beneficio dell'assistenza giudiziaria. Per costante giurisprudenza la decisione mediante la quale viene respinta un'istanza di assistenza giudiziaria costituisce una decisione incidentale atta a causare un pregiudizio irreparabile (<ref-law>; <ref-ruling> consid. 1.1). In punto all'assistenza giudiziaria per la procedura di appello, il loro ricorso in materia civile sarebbe pertanto in linea di principio ammissibile.
Il Tribunale federale applica il diritto d'ufficio (<ref-law>). Ciò nondimeno, giusta l'<ref-law>, nei motivi del ricorso occorre spiegare in modo conciso perché l'atto impugnato viola il diritto. Ciò significa che il ricorrente deve almeno confrontarsi brevemente con i considerandi della sentenza impugnata pena l'inammissibilità del gravame (<ref-ruling> consid. 2.1). Giova inoltre rilevare che il Tribunale federale esamina la violazione di diritti fondamentali e di disposizioni di diritto cantonale e intercantonale soltanto se il ricorrente ha sollevato e motivato tale censura (<ref-law>). Nel caso concreto i ricorrenti A.A._ e B.A._ si limitano invece ad affermare che non sarebbe assolutamente vero che il loro appello non aveva nessuna possibilità di successo. La loro censura si rivela pertanto manifestamente inammissibile per carente motivazione.
5. Da quanto precede discende che pure i ricorsi in materia civile devono essere dichiarati inammissibili, con conseguenza di tassa e spese a carico dei ricorrenti soccombenti in ragione di metà ciascuno a carico di A.A._ e B.A._ rispettivamente di C.C._ e D.C._, con vincolo di solidarietà per il tutto (art. 66 cpv. 1 e 5 LTF). Nella motivazione del loro ricorso, i ricorrenti A.A._ e B.A._ motivano apparentemente un'istanza di assistenza giudiziaria e gratuito patrocinio per la sede federale, senza tuttavia formulare la relativa domanda in sede di conclusioni; non è dunque chiaro se essi davvero richiedano tale beneficio. Comunque, ammettendo una sufficiente formulazione della loro richiesta, esso va loro negato per manifesta assenza di probabilità di successo del loro gravame (<ref-law>). Non sono dovute ripetibili, l'opponente non essendo stata invitata ad esprimersi nella sede federale (<ref-law>).

Per questi motivi, il Tribunale federale pronuncia:
1. Le cause 5A_503/2011 e 5A_510/2011 sono congiunte.
2. I ricorsi sono inammissibili.
3. La domanda di assistenza giudiziaria dei ricorrenti A.A._ e B.A._ è respinta.
4. Le spese giudiziarie di complessivi fr. 4'000.-- sono poste a carico dei ricorrenti A.A._ e B.A._ nella misura di un mezzo e dei ricorrenti C.C._ e D.C._ nella misura di un mezzo, con vincolo di solidarietà per il tutto.
5. Comunicazione ai patrocinatori delle parti e alla I Camera civile del Tribunale d'appello del Cantone Ticino.