Op Mars, wind regels. Wind heeft de landschappen van de Rode Planeet al miljarden jaren gevormd en doet dat nog steeds. Studies met zowel een NASA-orbiter als een rover onthullen de effecten op schalen van groot tot klein op de vreemd gestructureerde landschappen in Gale Crater.

NASA's Curiosity Mars-rover, op de lagere helling van Mount Sharp - een gelaagde berg in de krater - is een tweede campagne begonnen om actieve zandduinen op de noordwestelijke flank van de berg te onderzoeken. De rover heeft ook wervelwinden geobserveerd die stof vervoeren en heeft gecontroleerd hoe ver de wind zandkorrels in een enkele dag verplaatst.

Gale Crater-waarnemingen door NASA's Mars Reconnaissance Orbiter hebben langetermijnpatronen en -snelheden van winderosie bevestigd die de eigenaardigheid van het hebben van een gelaagde berg in het midden van een inslagkrater helpen verklaren.

"Het orbiterperspectief geeft ons het grotere beeld - aan alle kanten van Mount Sharp en de regionale context voor Gale Crater. We combineren dat met de lokale details en grondwaarheid die we van de rover krijgen, " zei Mackenzie Day van de Universiteit van Texas, Austin, hoofdauteur van een onderzoeksrapport in het tijdschrift Icarus over de dominante rol van wind bij Gale.

De gecombineerde waarnemingen laten zien dat windpatronen in de krater tegenwoordig verschillen van toen wind uit het noorden het materiaal verwijderde dat ooit de ruimte tussen Mount Sharp en de kraterrand vulde. Nutsvoorzieningen, Mount Sharp zelf is een belangrijke factor geworden bij het bepalen van de lokale windrichtingen. Wind vormde de berg; nu vormt de berg de wind.

De atmosfeer van Mars is ongeveer honderd keer dunner dan die van de aarde, dus winden op Mars oefenen veel minder kracht uit dan winden op aarde. Tijd is de factor die Marswinden zo dominant maakt in het vormgeven van het landschap. De meeste krachten die de landschappen van de aarde vormen - water dat erodeert en sedimenten verplaatst, tektonische activiteit die bergen bouwt en de aardkorst recycleert, actief vulkanisme - heeft Mars al miljarden jaren niet veel beïnvloed. Zand getransporteerd door wind, ook al is het zeldzaam, kan gedurende die tijd Marslandschappen wegkwijnen.

Hoe maak je een gelaagde berg

Gale Crater werd geboren toen de impact van een asteroïde of komeet meer dan 3,6 miljard jaar geleden een bassin van bijna 160 kilometer breed opgroef. Sedimenten, waaronder gesteenten, zand en slib vulden later het bassin, sommige geleverd door rivieren die vanuit hoger gelegen grond rond Gale stroomden. Curiosity heeft bewijs gevonden van dat natte tijdperk van meer dan 3 miljard jaar geleden. Een keerpunt in de geschiedenis van Gale - toen de netto-accumulatie van sedimenten door winderosie werd omgezet in netto-verwijdering - viel mogelijk samen met een belangrijk keerpunt in het klimaat van de planeet toen Mars droger werd, Dag opgemerkt.

Wetenschappers stelden voor het eerst voor in 2000 dat de heuvel in het midden van Gale Crater een overblijfsel is van wind die een volledig gevuld bassin heeft geërodeerd. Het nieuwe werk berekent dat de enorme hoeveelheid verwijderd materiaal - ongeveer 15, 000 kubieke mijl (64, 000 kubieke kilometer) - komt overeen met orbitale waarnemingen van de effecten van wind in en rond de krater, wanneer vermenigvuldigd met een miljard of meer jaren.

Ander nieuw onderzoek, nieuwsgierigheid gebruiken, richt zich op moderne windactiviteit in Gale.

De rover onderzoekt deze maand een type zandduin dat qua vorm verschilt van de duinen die de missie onderzocht in eind 2015 en begin 2016. Halvemaanvormige duinen waren het kenmerk van de eerdere campagne - de allereerste close-up studie van actieve zandduinen ergens anders dan op aarde. De tweede duincampagne van de missie is bij een groep lintvormige lineaire duinen.

"In deze lineaire duinen, het zand wordt getransporteerd langs het lintpad, terwijl het lint heen en weer kan oscilleren, naast elkaar, " zei Nathan Bruggen, een lid van het wetenschappelijk team van Curiosity aan het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland.

Het seizoen bij Gale Crater is nu zomer, de meest winderige tijd van het jaar. Dat is het andere belangrijkste verschil met de eerste duincampagne, uitgevoerd tijdens de minder winderige winter op Mars.

"We houden Curiosity bezig in een gebied met veel zand in een seizoen waarin er veel wind rondwaait, " zei Curiosity Project Scientist Ashwin Vasavada van NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië. "Een aspect waar we meer over willen leren, is het effect van de wind op het sorteren van zandkorrels met verschillende samenstelling. Dat helpt ons zowel moderne duinen als oude zandstenen te interpreteren."

Voordat Curiosity verder naar Mount Sharp gaat, de missie zal de beweging van zanddeeltjes bij de lineaire duinen beoordelen, rimpelvormen op het oppervlak van de duinen onderzoeken, en bepaal het samenstellingsmengsel van het duinmateriaal.

Verschuivend zand en 'stofduivels'

Foto's genomen op een dag uit hetzelfde stuk grond, waaronder enkele recente paren van de naar beneden gerichte camera die de afdaling van de rover op de dag van de landing vastlegde, laat kleine rimpelingen van zand zien die ongeveer 2,5 centimeter met de wind mee bewegen.

In de tussentijd, wervelwinden die "stofduivels" worden genoemd, zijn geregistreerd over het terrein in de krater, in reeksen van middagbeelden die met een tussenpoos van enkele seconden zijn gemaakt.

Na het voltooien van de geplande duinwaarnemingen en metingen, Curiosity gaat zuidwaarts en bergopwaarts naar een bergkam waar het mineraal hematiet is geïdentificeerd door waarnemingen van de Mars Reconnaissance Orbiter. Het wetenschappelijke team van Curiosity heeft besloten om deze opmerkelijke functie de "Vera Rubin Ridge, " ter herdenking van Vera Cooper Rubin (1928-2016), wiens astronomische waarnemingen het bewijs leverden voor het bestaan ​​van de donkere materie van het universum.

Terwijl Curiosity zich richt op de zandduinen, rover-ingenieurs analyseren de resultaten van diagnostische tests op het boortoevoermechanisme, die de boor in en uit drijft tijdens het verzamelen van monstermateriaal uit een rots. Een mogelijke oorzaak van een intermitterend probleem met het mechanisme is dat een plaat voor het remmen van de beweging kan worden belemmerd, misschien door een klein stukje puin, weerstand bieden aan het loslaten van de rem. De diagnostische tests zijn ontworpen om nuttig te zijn bij het plannen van de beste manier om het gebruik van de boormachine te hervatten.

Het rover-team onderzoekt ook waarom de lensdop van Curiosity's op de arm gemonteerde Mars Hand Lens Imager (MAHLI) niet volledig openging als reactie op commando's op 24 februari. het deksel is gedeeltelijk open. Diagnostische tests van de lensdop staan ​​deze week gepland.

Tijdens het eerste jaar na de landing van Curiosity in de Gale Crater in 2012 de missie voldeed aan haar hoofddoel door te ontdekken dat de regio ooit gunstige omstandigheden bood voor microbieel leven. De omstandigheden in de langlevende oude zoetwateromgevingen van het Marsmeer omvatten alle belangrijke chemische elementen die nodig zijn voor het leven zoals wij dat kennen, plus een chemische energiebron die door veel microben op aarde wordt gebruikt. De uitgebreide missie onderzoekt hoe en wanneer de bewoonbare oude omstandigheden evolueerden naar omstandigheden die droger en minder gunstig waren voor het leven.