Mars jest piaszczystą planetą, a kamera HiRISE na Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) dała nam mnóstwo pięknych zdjęć marsjańskich wydm. Ale wydmy Marsa różnią się znacznie od wydm tutaj na Ziemi. Ich ruch zależy od innych czynników niż wydmy ziemskie.
Ruch wydm na Marsie jest przedmiotem zainteresowania naukowców. Jak daleko poruszają wiatry i gdzie są zdeponowane, to niektóre z ważnych pytań. Badanie wszystkich procesów wydmowych przyczynia się do nauki o atmosferze i sedymentacji.
„Ta praca nie mogłaby zostać wykonana bez HiRISE.”
Matthew Chojnacki, główny autor, University of Arizona.
Zespół planetologów z University of Arizona Planetary Sciences Lab przeprowadził szczegółową analizę wydm na Marsie. Matthew Chojnacki, asystent naukowy w U of A, poprowadził badanie, które zostało opublikowane w czasopiśmie Geology. Artykuł nazywa się „Kontrola warunków brzegowych w regionach Marsa o wysokim przepływie piasku”.
Badanie wykazało, że duże obiekty Marsa i różnice temperatur form terenu odgrywają istotną rolę w wydmach marsjańskich. To samo nie dotyczy tutaj na Ziemi.
Zespół skoncentrował swoje wysiłki na regionach Marsa z dużymi wydmami. „Ponieważ w różnych regionach Marsa występują duże wydmy, są to dobre miejsca do poszukiwania zmian” - powiedział Chojnacki.
„Chcieliśmy wiedzieć: czy ruch piasku jest równomierny na całej planecie, czy może w niektórych regionach jest on zwiększony w porównaniu z innymi?” Powiedział Chojnacki. „Zmierzyliśmy tempo i głośność, z jaką wydmy poruszają się na Marsie.” Naukowcy zmapowali objętości piasku, wskaźniki migracji i wysokości wydm dla 54 pól wydmowych, obejmując 495 pojedynczych wydm.
„Mamy małą armię studentów na studiach licencjackich…”
Matthew Chojnacki, University of Arizona
Zespół polegał na HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) do badania wydm. HiRISE jest na Mars Reconnaissance Orbiter. Odwzorowano około 3% powierzchni Marsa na obrazach o wysokiej rozdzielczości.
„Ta praca nie byłaby możliwa bez HiRISE” - powiedział Chojnacki, członek zespołu HiRISE. „Dane nie pochodziły tylko ze zdjęć, ale zostały uzyskane w naszym laboratorium fotogrametrii, którym zarządzam wspólnie z Sarah Sutton. Mamy niewielką armię studentów, którzy pracują w niepełnym wymiarze godzin i budują cyfrowe modele terenu, które zapewniają topografię na małą skalę. ”
Co znaleźli?
„Na Ziemi czynniki w pracy różnią się od Marsa”.
Matthew Chojnacki, główny autor, University of Arizona
W tym badaniu zespół odkrył wydmy o wysokości od 2 metrów do 122 metrów wysokości (od 6 do 400 stóp). Ruch wydm był taktowany około 0,6 (2 stopy) na rok ziemski. Jest to ściśle związane z wydmami na Ziemi. Niektóre z najszybciej poruszających się wydm na Ziemi znajdują się w Afryce Północnej i poruszają się z prędkością około 30,5 metra (100 stóp) rocznie.
Planetolodzy debatowali nad naturą marsjańskich wydm, zastanawiając się, czy są reliktami ze starożytnej przeszłości, czy nadal są aktywnie tworzone i przemieszczane po powierzchni. Teraz wiemy. Mars może być leniwą planetą pod względem ruchu wydm, ale nadal jest aktywny.
Na Marsie atmosfera jest znacznie cieńsza niż na Ziemi i to jest klucz do zrozumienia tych wyników. Zasadniczo wiatr nie jest wystarczająco silny, aby poruszać wydmami w taki sam sposób, jak na Ziemi. Muszą być inne czynniki.
W poprzek Marsa sondaż wykazał aktywne, w kształcie wiatru złoża piasku i pyłu w strukturalnych skamielinach - kraterach, kanionach, szczelinach i pęknięciach - a także pozostałości wulkanicznych, basenów polarnych i równin otaczających kratery.
Niespodziewanie okazało się jednak, że największe ruchy piasku występują w pobliżu trzech różnych form terenu: Syrtis Major, Hellespontus Montes i Erg polarny.
Syrtis Major to ciemna plama na Marsie zwana funkcją albedo. To jest na zachód od Uderzenia Isidis. Jest ciemno z powodu skały bazaltowej w regionie i braku pokrywy piaskowej. Autorzy twierdzą, że na ruch piasku tutaj silny wpływ ma pobliski basen Izydydy o głębokości od 4 do 5 km.
Hellespontus Montes to pasmo górskie o długości 711 km, biegnące w przybliżeniu z północy na południe. Jest to także funkcja albedo. Znajduje się w trójkącie Noachusa. Zespół odkrył, że sezonowa zmienność CO2 odgrywa tu rolę w tworzeniu wydm.
Erg polarny to piaszczyste morze wysoko na północnych szerokościach geograficznych. Jest również znany jako Vastitas Borealis. Obejmuje cały region polarny. Erg polarny jest najbardziej aktywnym regionem wydm na Marsie. Zespół odkrył, że sezonowy CO2 przyczynia się do ruchu tutaj. Piasek jest w dużej mierze zablokowany na miejscu, gdy CO2 jest zamarznięty, a następnie stop przyczynia się do ruchu piasku, głównie z powodu obniżonego albedo.
Dlaczego te trzy duże regiony odnotowały największy ruch wydm? Co je wyróżnia? Z jednej strony surowe przejścia w geografii. Również temperatury powierzchni. Na Ziemi żaden z tych czynników nie kształtuje ruchu wydm.
„To nie są czynniki, które można znaleźć w geologii lądowej” - powiedział Chojnacki. „Na Ziemi czynniki w pracy różnią się od Marsa. Na przykład woda gruntowa w pobliżu powierzchni lub rośliny rosnące na tym obszarze opóźniają ruch piasku wydmowego. ”
Zespół doszedł do wniosku, że duże przejścia w formacjach geologicznych kształtują migrację wydm marsjańskich. Pomagają temu zmiany temperatury w pobliżu funkcji albedo, takich jak Syrtis Major.
Zespół odkrył również, że ruch piasku jest większy w pobliżu małych basenów wypełnionych jasnym pyłem. „Jasny basen odbija światło słoneczne i podgrzewa powietrze znacznie szybciej niż otaczające go obszary, gdzie ziemia jest ciemna” - powiedział Chojnacki - „więc powietrze przesunie się w górę basenu w kierunku krawędzi basenu, napędzając wiatr, i z tym piasek.
Badanie to jasno pokazuje, że „duże zmienności topograficzne i termofizyczne odgrywają wiodącą rolę w napędzaniu strumieni piasku na Marsie”, jak twierdzą autorzy w swoim artykule. Autorzy twierdzą również, że wyniki tego badania pomogą w planowaniu przyszłych misji na obszary, które nie są łatwo monitorowane i mogą mieć wpływ na badanie starożytnych potencjalnie nadających się do zamieszkania miejsc.
