Wind heeft het gezicht van Mars millennia lang gevormd, maar zijn exacte rol bij het opstapelen van zandduinen, Het uithakken van rotsachtige hellingen of het vullen van inslagkraters is tot nu toe aan wetenschappers ontgaan.

In de meest gedetailleerde analyse van hoe zand zich op Mars beweegt, een team van planetaire wetenschappers onder leiding van Matthew Chojnacki van de Universiteit van Arizona Lunar and Planetary Lab ging op zoek naar de omstandigheden die de zandbeweging op Mars bepalen en hoe deze verschillen van die op aarde.

De resultaten, gepubliceerd in het huidige nummer van het tijdschrift Geologie , onthullen dat processen die niet betrokken zijn bij het beheersen van zandbeweging op aarde een belangrijke rol spelen op Mars, vooral grootschalige kenmerken van het landschap en verschillen in oppervlaktetemperatuur van de landvorm.

"Omdat er grote zandduinen zijn gevonden in verschillende regio's van Mars, dat zijn goede plekken om naar veranderingen te zoeken, " zei Chojnacki, associate staff scientist aan de UA en hoofdauteur van het artikel, "Grenscondities controleren op de gebieden met hoge zandflux van Mars." "Als er geen zand rondloopt, dat betekent dat het oppervlak daar gewoon zit, gebombardeerd worden door ultraviolette en gammastraling die complexe moleculen en alle oude Martiaanse biosignaturen zouden vernietigen."

Vergeleken met de atmosfeer van de aarde, de atmosfeer van Mars is zo dun dat de gemiddelde druk op het oppervlak slechts 0,6 procent is van de luchtdruk van onze planeet op zeeniveau. Bijgevolg, sedimenten op het oppervlak van Mars bewegen langzamer dan hun aardse tegenhangers.

De Marsduinen die in dit onderzoek werden waargenomen, varieerden van 6 tot 400 voet lang en bleken langs te kruipen met een redelijk uniforme gemiddelde snelheid van twee voet per aardjaar. Ter vergelijking, enkele van de snellere terrestrische zandduinen op aarde, zoals die in Noord-Afrika, migreren op 100 voet per jaar.

"Op Mars, er is simpelweg niet genoeg windenergie om een ​​substantiële hoeveelheid materiaal op het oppervlak te verplaatsen, "Zei Chojnacki. "Het kan twee jaar duren op Mars om dezelfde beweging te zien die je normaal gesproken in een seizoen op aarde zou zien."

Planetaire geologen hadden gedebatteerd of de zandduinen op de rode planeet overblijfselen waren uit een ver verleden, toen de atmosfeer veel dikker was, of dat stuifzand vandaag de dag nog steeds het gezicht van de planeet hervormt, en als het zo is, Tot welk niveau.

"We wilden weten:is de beweging van zand uniform over de planeet, of is het in sommige regio's verbeterd ten opzichte van andere?' zei Chojnacki. 'We hebben de snelheid en het volume gemeten waarmee duinen op Mars bewegen.'

Het team gebruikte beelden gemaakt door de HiRISE-camera aan boord van NASA's Mars Reconnaissance Orbiter, die sinds 2006 de buurman van de aarde inspecteert. HiRISE, wat staat voor High Resolution Imaging Science Experiment, wordt geleid door het Lunar and Planetary Laboratory van de UA en heeft ongeveer drie procent van het oppervlak van Mars in verbluffend detail vastgelegd.

De onderzoekers brachten zandvolumes in kaart, duinmigratiesnelheden en hoogtes voor 54 duinvelden, met 495 individuele duinen.

"Dit werk was niet mogelijk geweest zonder HiRISE, " zei Chojnacki, die lid is van het HiRISE-team. "De gegevens kwamen niet alleen uit de beelden, maar is afgeleid van ons fotogrammetrielab dat ik samen met Sarah Sutton beheer. We hebben een klein leger van niet-gegradueerde studenten die parttime werken en deze digitale terreinmodellen bouwen die een verfijnde topografie bieden."

over Mars, de enquête actief bevonden, windvormige bedden van zand en stof in structurele fossae-kraters, ravijnen, kloven en scheuren - evenals vulkanische overblijfselen, poolbassins en vlakten rondom kraters.

In de meest verrassende bevinding van de studie, de onderzoekers ontdekten dat de grootste verplaatsingen van zand in termen van volume en snelheid beperkt zijn tot drie verschillende regio's:Syrtis Major, een donkere vlek groter dan Arizona die direct ten westen van het uitgestrekte Isidis-bekken ligt; Hellespontus Montes, een bergketen ongeveer tweederde van de lengte van de Cascades; en Noord-Polar Erg, een zee van zand die rond de noordpoolijskap kabbelt. Alle drie de gebieden onderscheiden zich van andere delen van Mars door omstandigheden waarvan niet bekend is dat ze terrestrische duinen beïnvloeden:grimmige overgangen in topografie en oppervlaktetemperaturen.

"Dat zijn geen factoren die je zou vinden in de aardse geologie, " zei Chojnacki. "Op aarde, de factoren op het werk zijn anders dan die van Mars. Bijvoorbeeld, grondwater aan de oppervlakte of planten die in het gebied groeien vertragen de beweging van duinzand."

Op kleinere schaal, bassins gevuld met helder stof bleken een hogere zandbeweging te hebben, ook.

"Een helder bassin reflecteert het zonlicht en verwarmt de lucht erboven veel sneller dan de omliggende gebieden, waar de grond donker is, " zei Chojnacki, "zodat de lucht door het bassin omhoog zal bewegen naar de rand van het bassin, de wind drijven, en daarmee het zand."

Begrijpen hoe zand en sediment op Mars bewegen, kan wetenschappers helpen bij het plannen van toekomstige missies naar regio's die niet gemakkelijk kunnen worden gecontroleerd en heeft implicaties voor het bestuderen van oude, mogelijk bewoonbare omgevingen.