Марс - песчаная планета, и камера HiRISE на разведывательном орбите Марса (MRO) дала нам множество прекрасных фотографий марсианских песчаных дюн. Но дюны Марса сильно отличаются от дюн здесь, на Земле. Их движение определяется другими факторами, чем земные дюны.
Движение песчаных дюн на Марсе представляет интерес для ученых. Насколько далеко их переносят ветры и где они хранятся, вот некоторые из важных вопросов. Изучение всех дюнных процессов способствует науке об атмосфере и осадочных отложениях.
«Эту работу нельзя было бы сделать без HiRISE».
Мэтью Хойнаки, ведущий автор, Университет Аризоны.
Команда ученых-планетологов из Лаборатории наук о планетах Университета Аризоны провела детальный анализ песчаных дюн на Марсе. Мэтью Хойнацки, научный сотрудник U of A, руководил исследованием, которое было опубликовано в журнале Geology. Эта статья называется «Контроль граничных условий в районах с высоким потоком песка на Марсе».
Исследование показало, что крупномасштабные объекты на Марсе и разность температур рельефа играют важную роль в марсианских дюнах. То же самое не верно здесь, на Земле.
Команда сосредоточила свои усилия на районах Марса с большими песчаными дюнами. «Поскольку в отдельных районах Марса есть большие песчаные дюны, это хорошие места для поиска изменений», - сказал Хойнацки.
«Мы хотели знать: является ли движение песка равномерным по всей планете или оно усиливается в одних регионах по сравнению с другими?» Хойнацкий сказал. «Мы измерили скорость и объем, с которым дюны движутся по Марсу». Исследователи нанесли на карту объемы песка, скорость миграции и высоту дюн для 54 дюнных полей, охватывающих 495 отдельных дюн.
«У нас небольшая армия студентов ...»
Мэтью Хойнаки, Университет Аризоны
Команда использовала HiRISE (Научный эксперимент по визуализации высокого разрешения) для изучения дюн. HiRISE находится на Марс-разведчике. Он отображает около 3% марсианской поверхности в изображениях с высоким разрешением.
«Эту работу нельзя было бы выполнить без HiRISE», - сказал Хойнацки, который является членом команды HiRISE. «Данные поступили не только из изображений, но были получены из нашей фотограмметрической лаборатории, которую я совместно с Сарой Саттон. У нас есть небольшая армия студентов, которые работают неполный рабочий день и создают эти цифровые модели местности, которые обеспечивают мелкомасштабную топографию ».
Что они нашли?
«На Земле факторы на работе отличаются от Марса».
Мэтью Хойнаки, ведущий автор, Университет Аризоны
В этом исследовании команда обнаружила наблюдаемые дюны от 2 до 122 метров в высоту (от 6 до 400 футов). Движение дюн достигло 0,6 (2 фута) в год. Это прямой контракт с дюнами на Земле. Некоторые из самых быстро движущихся дюн на Земле находятся в Северной Африке и перемещаются со скоростью около 30,5 метров (100 футов) в год.
Ученые-планетологи обсуждали природу марсианских дюн, задаваясь вопросом, являются ли они реликвиями из древнего прошлого или они все еще активно создаются и перемещаются по поверхности. Теперь мы знаем. Марс может быть ленивой планетой с точки зрения движения дюн, но он все еще активен.
На Марсе атмосфера намного тоньше, чем здесь, на Земле, и это ключ к пониманию этих результатов. По сути, ветер не настолько силен, чтобы перемещать песчаные дюны так же, как на Земле. Там должны быть другие факторы.
По всему Марсу в ходе исследования были обнаружены активные в форме ветра слои песка и пыли в структурных ямках - кратерах, каньонах, трещинах и трещинах, а также вулканические остатки, полярные бассейны и равнины, окружающие кратеры.
Но также неожиданно обнаружилось, что самые большие движения песка находятся вблизи трех различных форм местности: Сиртис-Майор, Геллеспонт Монтес и Северный полярный эрг.
Syrtis Major - это темное пятно на Марсе, которое называется альбедо. Это к западу от бассейна воздействия Исидис. Темно из-за базальтовых пород в регионе и отсутствия песчаного покрова. Авторы говорят, что движение песка здесь сильно зависит от близлежащего бассейна Исидис, глубина которого составляет от 4 до 5 км.
Hellespontus Montes - горная цепь длиной 711 км, простирающаяся примерно с севера на юг. Это также особенность альбедо. Он расположен в треугольнике Ноаха. Команда обнаружила, что сезонная волатильность CO2 сыграла свою роль в формировании дюн.
Северный Полярный Эрг - песчаное море высоко в северных широтах. Он также известен как Vastitas Borealis. Он охватывает всю полярную область. Северный Полярный Эрг - самый активный регион дюн на Марсе. Команда обнаружила, что сезонный CO2 способствует движению здесь. Песок в значительной степени фиксируется на месте, когда CO2 замерзает, а затем расплав способствует движению песка, в основном из-за пониженного альбедо.
Почему эти три большие области видели самое большое движение дюны? Что отличает их? Сильные переходы в географии, с одной стороны. Кроме того, температура поверхности. На Земле ни один из этих факторов не влияет на движение песчаных дюн.
«Это не те факторы, которые вы найдете в геологии Земли», - сказал Хойнацки. «На Земле факторы на работе отличаются от Марса. Например, грунтовые воды у поверхности или растения, растущие в этом районе, замедляют движение песка в дюнах ».
Команда пришла к выводу, что крупные переходы в геологических формациях формируют миграцию марсианской песчаной дюны. Этому способствуют изменения температуры вблизи таких особенностей альбедо, как Syrtis Major.
Команда также обнаружила, что движение песка больше у маленьких бассейнов, заполненных яркой пылью. «Яркий бассейн отражает солнечный свет и нагревает воздух над гораздо более быстрыми темпами, чем прилегающие районы, где земля темная», - сказал Хойнацки, - «поэтому воздух будет подниматься вверх по бассейну к краю бассейна, вызывая ветер, и с ним песок.
Это исследование проясняет, что «крупномасштабные топографические и теплофизические вариации играют ведущую роль в управлении потоками песка на Марсе», как утверждают авторы в своей статье. Авторы также говорят, что результаты этого исследования помогут в планировании будущих миссий в районы, которые нелегко отслеживать и могут иметь значение для изучения древних потенциально обитаемых мест.
