Mars er en sandplanet og HiRISE-kameraet på Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) har gitt oss tonnevis med vakre bilder av Marsdyner. Men Mars ’sanddyner er mye annerledes enn sanddyner her på jorden. Bevegelsen deres styres av andre faktorer enn jorddynene.
Bevegelsen av sanddyner på Mars er av interesse for forskere. Hvor langt vindene beveger dem, og hvor de er avsatt, er noen av de viktige spørsmålene. Studiet av alle sanddyneprosesser bidrar til atmosfærisk og sedimentær vitenskap.
"Dette arbeidet kunne ikke vært gjort uten HiRISE."
Matthew Chojnacki, hovedforfatter, University of Arizona.
Et team av planetariske forskere ved University of Arizona Planetary Sciences Lab utførte en detaljert analyse av sanddyner på Mars. Matthew Chojnacki, førsteamanuensisforsker ved U of A, ledet studien, som ble publisert i tidsskriftet Geology. Oppgaven kalles "Grensekontrollskontroller på høysandstrømningsregionene i Mars."
Studien fant at storstilt trekk på Mars, og temperaturforskjellene i landformer, spiller en sterk rolle i Martian sanddyner. Det samme er ikke sant her på jorden.
Teamet fokuserte sin innsats på regioner av Mars med store sanddyner. "Fordi det er store sanddyner i forskjellige områder av Mars, er det gode steder å se etter endringer," sa Chojnacki.
"Vi ønsket å vite: Er bevegelsen av sand enhetlig over hele planeten, eller forbedres den i noen regioner i forhold til andre?" Sa Chojnacki. "Vi målte hastigheten og volumet som sanddynene beveger seg på Mars." Forskerne kartla sandvolum, vandringshastighet for klitter og høyder for 54 klitfelt, og omfattet 495 individuelle sanddyner.
"Vi har en liten hær av studenter ..."
Matthew Chojnacki, University of Arizona
Teamet stolte på HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) for å studere sanddynene. HiRISE er på Mars Reconnaissance Orbiter. Det er kartlagt rundt 3% av Mars-overflaten i bilder med høy oppløsning.
"Dette arbeidet kunne ikke vært utført uten HiRISE," sa Chojnacki, som er medlem av HiRISE-teamet. “Dataene kom ikke bare fra bildene, men ble avledet gjennom vårt fotogrammetri-lab som jeg administrerte sammen med Sarah Sutton. Vi har en liten hær av studenter som jobber deltid og bygger disse digitale terrengmodellene som gir finskala topografi. ”
Hva fant de?
"På jorda er faktorene på jobben forskjellige fra Mars."
Matthew Chojnacki, hovedforfatter, University of Arizona
I denne studien fant teamet observerte sanddyner som varierte fra 2 meter til 122 meter høye (6 til 400 fot). Dune-bevegelsen ble klokket til rundt 0,6 fot per jordår. Dette er i sterk kontrakt med sanddyner på jorden. Noen av de raskest bevegelige sanddynene på jorden er i Nord-Afrika og beveger seg på omtrent 30,5 meter per år.
Planetenes forskere har diskutert arten av marsdyner og lurer på om de er relikvier fra den gamle fortiden, eller om de fremdeles blir aktivt skapt og beveget seg rundt overflaten. Nå vet vi det. Mars kan være en lat planet når det gjelder sandbevegelse, men den er fremdeles aktiv.
På Mars er atmosfæren mye tynnere enn her på jorden, og det er nøkkelen til å forstå disse resultatene. I utgangspunktet er vinden ikke kraftig nok til å bevege sanddyner på samme måte som på jorden. Det må være andre faktorer.
Over hele Mars fant undersøkelsen aktive, vindformede senger med sand og støv i strukturelle fosser - kratere, kløfter, rift og sprekker - samt vulkanske rester, polare kummer og sletter som omgir kratere.
Men det fant også overraskende at de største bevegelsene av sand er i nærheten av tre distinkte landformer: Syrtis Major, Hellespontus Montes og Nordpolar-Erg.
Syrtis Major er et mørkt sted på Mars som kalles en albedo-funksjon. Det er rett vest for Isidis Impact Bassin. Det er mørkt på grunn av den basaltiske bergarten i regionen og mangelen på sanddekke. Forfatterne sier at sandbevegelsen her er sterkt påvirket av det nærliggende Isidisbassenget, som er 4 til 5 km dyp.
Hellespontus Montes er en fjellkjede som er 711 km lang og løper omtrent nord-sør. Det er også en albedo-funksjon. Det ligger i Noachus-trekanten. Teamet fant ut at sesongbasert CO2-volatilitet spilte en rolle i sanddannelsen her.
North Polar Erg er et sandhav høyt i de nordlige breddegradene. Det er også kjent som Vastitas Borealis. Det omkranser hele polarområdet. North Polar Erg er den mest aktive sandregionen på Mars. Teamet fant ut at sesongbasert CO2 bidrar til bevegelsen her. Sanden er stort sett låst på plass når CO2 er frossent, og da bidrar smelten til sandbevegelse, i stor grad på grunn av senket albedo.
Hvorfor så disse tre store regionene den største sandbevegelsen? Hva skiller dem ut? Skarpe overganger i geografi, for en ting. Også overflatetemperaturer. På jorden former ingen av disse faktorene sanddynebevegelse.
"Dette er ikke faktorer du vil finne innen jordlig geologi," sa Chojnacki. ”På jorda er faktorene på jobben forskjellige fra Mars. For eksempel forsinker grunnvann nær overflaten eller planter som vokser i området bevegelse av sanddyner. ”
Teamet konkluderte med at store overganger i geologiske formasjoner former marsjvandring av Mars. Det hjelper av temperaturendringer i nærheten av albedo-funksjoner som Syrtis Major.
Teamet fant også ut at sandbevegelsen er større i nærheten av små kummer fylt med sterkt støv. "Et lyst basseng reflekterer sollyset og varmer opp luften over mye raskere enn områdene rundt, der bakken er mørk," sa Chojnacki, "slik at luften vil bevege seg oppover bassenget mot kanten av kummen, drive vinden og med den, sanden.
Denne studien gjør det klart at "storskala topografiske og termofysiske variasjoner spiller en ledende rolle i å drive sandstrømmer på Mars," som forfatterne sier i sin artikkel. Forfatterne sier også at resultatene fra denne studien vil hjelpe i planleggingen av fremtidige oppdrag til områder som ikke er lett å overvåke og kan ha konsekvenser for å studere gamle potensielt beboelige steder.
