Mars on hiekkainen planeetta ja HiRISE-kamera Mars Reconnaissance Orbiterilla (MRO) on antanut meille tonnia kauniita kuvia Marsin hiekkadyyneistä. Mutta Marsin dyynit ovat paljon erilaisia kuin dyynit täällä maan päällä. Niiden liikettä säätelevät eri tekijät kuin maan dyynit.
Hiekkadyynien liikkuminen Marsilla kiinnostaa tutkijoita. Kuinka kaukana tuulet liikuttavat niitä ja missä ne laskeutuvat, ovat tärkeitä kysymyksiä. Kaikkien dyyniprosessien tutkiminen edistää ilmakehän ja sedimenttitieteitä.
"Tätä työtä ei olisi voitu tehdä ilman HiRISE: tä."
Matthew Chojnacki, pääkirjailija, Arizonan yliopisto.
Arizonan yliopiston planeettatieteiden laboratorion planeettatutkijoiden ryhmä suoritti yksityiskohtaisen analyysin hiekkadyyneistä Marsilla. A: n apulaistutkija Matthew Chojnacki johti tutkimusta, joka julkaistiin Geology-lehdessä. Paperi on nimeltään ”Rajaolosuhteiden hallinta Marsin hiekkavuon alueilla”.
Tutkimuksessa todettiin, että Marsin laajoilla piirteillä ja muodonmuutoslämpötilaeroilla on vahva merkitys Marsin dyynissä. Sama ei ole totta täällä maan päällä.
Joukkue keskittyi Marsin alueisiin, joilla oli suuria hiekkadyynejä. "Koska erillisiltä Marsin alueilta löytyy suuria hiekkadyynejä, ne ovat hyviä paikkoja etsimään muutoksia", Chojnacki sanoi.
"Halusimme tietää: Onko hiekan liikkuminen yhtenäistä planeetan yli vai onko sitä edistetty joillakin alueilla muihin nähden?" Chojnacki sanoi. "Mtasimme nopeuden ja äänenvoimakkuuden, jolla dyynit liikkuvat Marsilla." Tutkijat kartoittivat 54 hiekkadyynihiekan määrät, dyynien muuttumisnopeudet ja korkeudet 545 yksittäiselle dyynille.
"Meillä on pieni joukko perustutkinto-opiskelijoita ..."
Matthew Chojnacki, Arizonan yliopisto
Ryhmä luottaa dyreenien tutkimiseen HiRISE: hen (High Resolution Imaging Science Experiment). HiRISE on Marsin tiedustelupalvelimella. Se on kartoitettu noin 3% Marsin pinnasta korkearesoluutioisina kuvina.
"Tätä työtä ei olisi voitu tehdä ilman HiRISE: tä", sanoi Chojnacki, joka on HiRISE-tiimin jäsen. ”Tiedot eivät tulleet vain kuvista, vaan ne saatiin fotogrammetrialaboratoriomme kautta, jota hallinnoin yhdessä Sarah Suttonin kanssa. Meillä on pieni armeija jatko-opiskelijoita, jotka työskentelevät osa-aikaisesti ja rakentavat näitä digitaalisia maastomalleja, jotka tarjoavat hienomittaista topografiaa. ”
Mitä he löysivät?
"Maapallolla tekijät työssä eroavat Marsista."
Matthew Chojnacki, pääkirjailija, Arizonan yliopisto
Tässä tutkimuksessa joukkue löysi havaitut dyynit, jotka olivat 2–122 metriä korkeita (6–400 jalkaa). Dyyniliikkeen kellonopeus oli noin 0,6 (2 ft) maata kohti. Tämä on selkeä sopimus maapallon dyynien kanssa. Jotkut maapallon nopeimmin liikkuvista dyynistä ovat Pohjois-Afrikassa ja liikkuvat noin 30,5 metriä (100 jalkaa) vuodessa.
Planeetatutkijat ovat keskustelleet Marsin dyynien luonteesta ja pohtineet, ovatko ne muinaisen menneisyyden muinaisjäännöksiä vai luodaanko niitä edelleen aktiivisesti ja siirretäänkö pinnan ympäri. Nyt tiedämme. Mars saattaa olla dyynien liikkeessä laiska planeetta, mutta se on silti aktiivinen.
Marsilla ilmapiiri on paljon ohuempi kuin täällä maan päällä, ja se on avain näiden tulosten ymmärtämiseen. Pohjimmiltaan tuuli ei ole tarpeeksi voimakas siirtämään hiekkadyynejä samalla tavalla kuin maan päällä. On oltava muita tekijöitä.
Koko Marsin tutkimuksen mukaan aktiiviset tuulenmuotoiset hiekka- ja pölykerrokset olivat rakenteellisissa fossaeissa - kraatereissa, kanjoneissa, halkeamissa ja halkeamissa - samoin kuin tulivuoren jäännöksissä, polaarisissa altaissa ja kraatereita ympäröivillä tasankoilla.
Mutta se havaitsi myös yllättäen, että hiekan suurimmat liikkeet sijaitsevat lähellä kolmea erillistä maantieteellistä muotoa: Syrtis Major, Hellespontus Montes ja North Polar Erg.
Syrtis Major on pimeä kohta Marsilla, jota kutsutaan albedo-ominaisuudeksi. Se on vain länteen Isidisin vaikutusalueesta. On pimeää, koska alueella on basaltikkiviä ja ettei hiekkaa ole. Kirjoittajat väittävät, että hiekan liikkeelle täällä vaikuttaa voimakkaasti lähellä oleva Isidisin valuma-alue, joka on 4–5 km syvä.
Hellespontus Montes on 711 km pitkä vuorijono, joka kulkee karkeasti pohjoisesta etelään. Se on myös albedo-ominaisuus. Se sijaitsee Noachuksen kolmiossa. Joukkue havaitsi, että vuodenaikojen CO2-heilahteluilla oli merkitystä dyynien muodostumisessa täällä.
Pohjoispolaarinen Erg on hiekkameri korkealla pohjoisilla leveysasteilla. Se tunnetaan myös nimellä Vastitas Borealis. Se ympäröi koko napa-alueen. Pohjoispolaarinen Erg on Marsin aktiivisin dyynialue. Joukkue havaitsi, että vuodenaikojen hiilidioksidi vaikuttaa tässä liikkeeseen. Hiekka lukittuu suurelta osin paikoilleen, kun CO2 jäätyy, ja sitten sulaa myötävaikuttaa hiekan liikkeeseen suurelta osin laskeneen albedon takia.
Miksi nämä kolme suurta aluetta näkivät suurimman dyyniliikkeen? Mikä erottaa ne toisistaan? Yhtä selviä muutoksia maantieteessä. Myös pinnan lämpötilat. Maapallolla kumpikaan näistä tekijöistä ei muodosta hiekkadyynien liikettä.
"Ne eivät ole tekijöitä, jotka löytäisit maanpäällisestä geologiasta", Chojnacki sanoi. ”Maapallolla tekijät työssä eroavat Marsista. Esimerkiksi pinnan lähellä oleva pohjavesi tai alueella kasvavat kasvit hidastavat dyynihiekan liikettä. "
Ryhmä päätteli, että suuret muutokset geologisissa muodostelmissa muokkaavat Marsin hiekkadyynien muuttoa. Sitä auttavat lämpötilan muutokset lähellä albedon ominaisuuksia, kuten Syrtis Major.
Ryhmä havaitsi myös, että hiekan liikkuvuus on voimakkaampaa lähellä pieniä altaita, jotka ovat täynnä kirkasta pölyä. "Kirkas allas heijastaa auringonvaloa ja lämmittää ilmaa paljon nopeammin kuin ympäröivät alueet, joissa maa on pimeää", Chojnacki sanoi, "joten ilma siirtyy altaan yläpuolelle altaan reunaa ajaen tuulta ja sen kanssa, hiekka.
Tämä tutkimus tekee selväksi, että ”laajamittaisilla topografisilla ja termofysikaalisilla muuttujilla on johtava rooli hiekanvuon aiheuttamisessa Marsille”, kuten kirjoittajat sanovat paperissaan. Kirjoittajat väittävät myös, että tämän tutkimuksen tulokset auttavat suunnittelemaan tulevia matkoja alueille, joita ei ole helppo seurata, ja joilla voi olla vaikutuksia muinaisten potentiaalisesti asutettavien kohteiden tutkimiseen.
