Door te zien uit welke richting de wind waait, een vloeistofdynamica-expert van de Universiteit van Texas in Dallas heeft geholpen bij het voorstellen van een oplossing voor een mysterie in de bergen op Mars.

Dr. William Anderson, een assistent-professor werktuigbouwkunde aan de Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science, co-auteur van een paper gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordeling E dat verklaart het veelvoorkomende Mars-fenomeen van een berg die benedenwinds is geplaatst vanuit het midden van een oude meteorietinslagzone.

Anderson's co-auteur, Dr. Mackenzie-dag, werkte aan het project als onderdeel van haar promotieonderzoek aan de Universiteit van Texas in Austin, waar ze haar Ph.D. in geologie in mei 2017. Day is een postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Washington in Seattle.

Gale Crater werd gevormd door een meteorietinslag vroeg in de geschiedenis van Mars, en het werd vervolgens gevuld met sedimenten die door stromend water werden vervoerd. Deze vulling ging vooraf aan een enorme klimaatverandering op de planeet, die de dorre introduceerde, stoffige omstandigheden die de afgelopen 3,5 miljard jaar hebben geheerst. Deze chronologie geeft aan dat wind een rol moet hebben gespeeld bij het beeldhouwen van de berg.

"Op Mars, wind is al meer dan 3 miljard jaar de enige drijvende kracht achter landschapsverandering, Anderson zei. "Dit maakt van Mars een ideaal planetair laboratorium voor eolische morfodynamica - door de wind aangedreven beweging van sediment en stof. We bestuderen hoe de wervelende atmosfeer van Mars het oppervlak vormde."

Windwervelingen die over de krater waaiden vormden langzaam een ​​radiale gracht in het sediment, uiteindelijk verlatend alleen de excentrische Mount Sharp, een 3-mijl hoge piek vergelijkbaar in hoogte met de rand van de krater. De berg stond scheef naar de ene kant van de krater omdat de wind de ene kant sneller uitgroef dan de andere, het onderzoek suggereert.

Day en Anderson brachten het concept voor het eerst naar voren in een eerste publicatie over het onderwerp in Geofysische onderzoeksbrieven . Nutsvoorzieningen, ze hebben via computersimulatie aangetoond dat, gegeven meer dan een miljard jaar, Marswinden waren in staat om tienduizenden kubieke kilometers sediment uit de krater op te graven - grotendeels dankzij turbulentie, de wervelende beweging in de windstroom.

"De rol van turbulentie kan niet worden overschat, Anderson zei. "Omdat de beweging van het sediment niet-lineair toeneemt met de weerstand die wordt opgelegd door de opwaartse wind, turbulente windstoten versterken letterlijk sedimenterosie en transport."

De locatie - en de kraters van Mars in het algemeen op de middelste breedtegraad - werd interessant toen NASA's Curiosity-rover in 2012 landde in Gale Crater waar het sindsdien gegevens heeft verzameld.

"De rover graaft en catalogiseert gegevens in Mount Sharp, Anderson zei. "De fundamentele wetenschappelijke vraag wat deze heuvels veroorzaakt, bestaat al lang, en het mechanisme dat we hebben gesimuleerd is verondersteld. Het was door high-fidelity simulaties en zorgvuldige beoordeling van de kolkende wervelingen dat we de werkzaamheid van dit model konden aantonen."

De theorie die Anderson en Day via computersimulaties hebben getest, omvat tegengesteld draaiende draaikolken - beeld in je geest horizontale stofduivels - rond de krater om sediment op te graven dat de krater in een warmer tijdperk had gevuld, toen er water op Mars stroomde.

"Deze spiraalvormige spiralen worden aangedreven door wind in de krater, en, we denken, waren vooral in het karnen van het droge landschap van Mars en het geleidelijk opscheppen van sediment uit de kraters, deze off-center heuvels achterlatend, ' zei Anderson.

Dat simulaties hebben aangetoond dat winderosie deze geografische kenmerken zou kunnen verklaren, biedt inzicht in het verre verleden van Mars, evenals context voor de monsters die door Curiosity zijn verzameld.

"Het is een verdere aanwijzing dat turbulente winden in de atmosfeer sediment uit de kraters kunnen hebben opgegraven, Anderson zei. "De resultaten geven ook aanwijzingen over hoe lang verschillende oppervlaktemonsters zijn blootgesteld aan de dunne, droge atmosfeer."

Dit begrip van de langetermijnkracht van wind kan ook op aarde worden toegepast, hoewel er op onze thuisplaneet meer variabelen zijn dan op Mars, zei Anderson.

"Wervelend, windvlagen in de atmosfeer van de aarde beïnvloeden problemen op het knooppunt van landschapsdegradatie, voedselzekerheid en epidemiologische factoren die van invloed zijn op de menselijke gezondheid, ' zei Anderson. 'Op aarde, echter, landschapsveranderingen worden ook aangedreven door water- en platentektoniek, die nu afwezig zijn op Mars. Deze aanjagers van landschapsverandering overschaduwen over het algemeen de invloed van lucht op aarde."