Wetenschappers hebben honderden halvemaanvormige kuilen op Mars ontdekt waar miljarden jaren geleden zandduinen ter grootte van het Capitool van de Verenigde Staten stonden. De rondingen van deze oude duinafdrukken geven de richting van de heersende winden op de Rode Planeet weer, mogelijke aanwijzingen voor het klimaat van Mars in het verleden, en kan het bewijs van het oude leven bevatten, volgens een nieuwe studie die de bevindingen in de Journal of Geophysical Research:Planeten , een publicatie van de American Geophysical Union.

Spookduinen zijn de negatieve ruimte die is achtergelaten door lang verdwenen zandduinen. Lava of watergedragen sedimenten begroeven de duinen gedeeltelijk en verhardden, behoud van de duinencontouren. Wind blies vervolgens zand van de blootgestelde toppen en schuurde het van binnenuit weg, een stevige mal achterlaten in de vorm van het verloren duin.

Spookduinen werden voor het eerst ontdekt op aarde op de Snake River Plain in het oosten van Idaho in 2016. De nieuwe studie identificeerde soortgelijke spookduinen in satellietbeelden van Hellas Basin en Noctis Labyrinthus op Mars. Duinen zijn een veelvoorkomend kenmerk op het door de wind geblazen oppervlak van de Rode Planeet, maar de nieuwe studie is het eerste rapport van bewaarde duinafgietsels op Mars.

"Elk van deze kuilen is niet genoeg om je te vertellen dat het een duin is, of van een oud duingebied, maar als je ze allemaal samenvoegt, ze hebben zoveel overeenkomsten met duinen op Mars en op aarde dat je een fantastische verklaring moet gebruiken om ze uit te leggen als iets anders dan duinen, " zei Mackenzie Day, een planetaire geomorfoloog aan de Universiteit van Washington in Seattle en een auteur van de nieuwe studie.

"Een van de leuke dingen aan de spookduinen is dat ze ons vertellen, zeker, dat de wind op Mars in het verre verleden anders was, toen ze zich vormden, " ze zei.

De atmosfeer aan het oppervlak van Mars is ongeveer zo dicht als de stratosfeer van de aarde 35 kilometer (22 mijl) boven zeeniveau, toch is wind een hardnekkig middel voor verandering dat het oppervlak vormgeeft.

Door de wind uit het verleden te begrijpen, kunnen onderzoekers reconstrueren hoe sedimenten over het oppervlak hebben kunnen reizen, hoe belangrijke kenmerken zich vormden en of het oude klimaat verschilde van de moderne atmosferische omstandigheden, Dag zei.

"Het feit dat de wind anders was [toen de spookduinen vormden] vertelt ons dat de omgevingsomstandigheden op Mars niet statisch zijn over lange tijdschalen, ze zijn de afgelopen paar miljard jaar veranderd, iets wat we moeten weten om de geologie op Mars te interpreteren, " ze zei.

Vertrouwde vormen omgekeerd

Met behulp van satellietbeelden, Day en co-auteur David Catling, een astrobioloog aan de Universiteit van Washington, documenteerde meer dan 480 potentiële duinzwammen op het pitveld bij Noctis Labyrinthus, een gebroken wirwar van plateaus op de evenaar net ten westen van Valles Marineris, het grootste canyonsysteem in het zonnestelsel. De onderzoekers vonden ook meer dan 300 halvemaanvormige kuilen in een gladde, laaggelegen oppervlak in het oosten van Hellas Planitia, een enorme, 4 miljard jaar oude inslagkrater die zich uitstrekt over 2, 700 kilometer (1, 678 mijl) over het zuidelijk halfrond van Mars.

De putten vertonen een opvallende gelijkenis met Barchan-duinen, het meest voorkomende duintype op aarde en op Mars. Halvemaanvormige Barchan-duinen vormen zich op vlakke oppervlakken, niet gehinderd door vegetatie, wanneer de wind voornamelijk uit één richting waait en het zand beperkt is. De hoorns van de halve manen wijzen in de richting van de heersende wind. Zand hoopt zich op aan de buitenkant van de boeg van het duin, blaast over de lip en lawines langs de steile helling aan de binnenbocht van het duin.

De grootte en vorm van de kuilen komt overeen met actieve duinvelden op Mars, en de kuilen hebben kenmerken die alleen in duinen te vinden zijn, Dag zei. Een enkele halve maan kan een merkwaardige anomalie zijn, Dag zei, maar een stel kuilen, uitgelijnd als croissants op een bakplaat, ziet eruit als een duingebied. Congruentie hielp de hypothese te ondersteunen dat de putten de overblijfselen zijn van oude duinen.

"Ze gaan allemaal dezelfde kant op, wat je zou verwachten voor duinen omdat ze allemaal migreren en vormen in hetzelfde windregime. Dus alleen de vorm en grootte vertellen ons dat dit kenmerken zijn die afkomstig zijn van een oud duinsysteem, ' zei Dag.

Op basis van vergelijkingen met levende duinen, Day berekende dat de gemiddelde duin ongeveer 40 meter (130 voet) hoog was bij Noctis Labyrinthus en 75 meter (246 voet) hoog bij het Hellas-bekken op het moment dat ze werden begraven.

Oude landschappen

Day en Catling schatten dat de overstroming van de spookduinvelden op Mars plaatsvond in de late Hesperische of vroege Amazoneperiode, ongeveer 2 miljard jaar geleden, ervan uitgaande dat dit overeenkomt met het gladde oppervlak tussen de duinkuilen. Dat gladde oppervlak begon waarschijnlijk als een langzaam bewegende vloeistof die in het duingebied stroomde, stijgt 6 meter (20 voet) rond en tussen de voeten van de oude zandduinen voordat het verhardde, het cementeren van de duinen ongeveer halverwege hun hellingen.

Mars was een andere wereld toen de spookduinen vormden, met stromend water en actieve vulkanen. De duinen waren mogelijk bedekt met lava, zoals de stroom die de spookduinen op de Snake River in Idaho gedeeltelijk begroef, maar modder gedragen door water is een andere mogelijkheid.

Zonder nieuw zand om de duinen te voeden, wind erodeerde uiteindelijk hun toppen tot op het niveau van hun rotsdeken en daaronder, het uitgraven van gaten gegoten in de vorm van de basis van de voormalige duinen. Van bovenaf gezien, de putranden schetsen de vorm van de verdwenen duinen, zoals croissants horizontaal doormidden gesneden.

Day zei dat het begrafenismechanisme op de twee locaties mogelijk anders was. Noctis Labyrinthus ligt in een regio met frequente vulkanische activiteit en is bezaaid met vulkanisch gesteente. Het pitveld in het Hellas-bekken ligt stroomafwaarts van twee grote canyons die door water zijn uitgehouwen.

"Als een deel van het water dat die valleien heeft uitgehouwen, ver genoeg stroomafwaarts is gekomen, het had in het duingebied kunnen komen, " zei Day. "Het enige dat we zeker weten, is dat de stroom relatief weinig energie moest hebben, relatief langzaam, anders zou het de duinen uithollen en zouden we niet de vormen krijgen die we vandaag zien."

De spookduinen kunnen wetenschappers meer vertellen over de oude omgeving op Mars, volgens de auteurs van de studie. Beschutte zakken aan de uiteinden van de achterliggende duinen kunnen nog steeds zand bevatten, verborgen voor satellieten in een baan, zoals spookduinen op aarde doen. Deze gaatjes kunnen goede plekken zijn om te zoeken naar de moleculaire kenmerken van leven uit een meer milde tijd op Mars, beschermd tegen degradatie in de huidige ruwe omgeving op het oppervlak.

"We weten dat duinen op aarde leven kunnen ondersteunen, en duinen op aarde lijken erg op duinen op Mars. Een probleem dat Mars heeft dat de aarde niet heeft, is de oppervlaktestraling. Als je in een duin bent, of op de bodem van een duin, en jij bent microbieel leven, het duin beschermt je tegen veel van die straling, ' zei Day. 'Er woont daar nu waarschijnlijk niets. Maar als er ooit iets op Mars was, dit is een betere plek dan gemiddeld om te kijken."

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.