Vi vidste, at der var vind på Mars. Vi vidste, at der var sand. Nu ved vi, at Marsvindene er stærke nok til at bevæge sandet i mange dele af Mars.
Den 17. november 2011 offentliggjorde NASA nye billeder, der viser, at vinde kører de uberørte sandklitter på planeten Mars - at de er i bevægelse - som du måske kun synes er logisk for en blæsende ørkenverden.
Eller er det så logisk? Støv blæses let rundt om den røde planet. Der er undertiden planetstore støvstorme, som jordiske observatører har set gennem teleskoper siden tidligt i det 20. århundrede. Sand er dog tungere, og Mars 'tynde atmosfære betyder, at der kræves stærk vind for at flytte sandkorn. Og selvom det vides, at vinde bidrager til klitbevægelse på Jorden, havde computersimuleringer af Mars 'atmosfære antydet, at vinde med stærk nok ville være sjældne der.
Martinsand bevæger sig over en periode på år i mange dele af Mars. Billedkredit: NASA / JPL-Caltech / Univ. af Ariz./JHUAPL
Alligevel bevæger sandkornene sig på grund af vinden hen over overfladen af mange dele af Mars. Billedet ovenfor viser en kruset klitfront i Herschel-krateret - beliggende lige syd for Martian ækvator i det kraterede højland i Mars. NASAs Mars Reconnaissance Orbiter så klitfront bevæge sig i gennemsnit to meter (ca. to meter) mellem 3. marts 2007 og 1. december 2010. Ser du mønsteret af krusninger på klittens overflade? Mønsteret har ændret sig fuldstændigt mellem de to billeder.
Billeder fra NASAs Mars Reconnaissance Orbiter - lanceret fra Jorden i 2005 - viser klitter og krusninger, der bevæger sig over Mars's overflade ved snesevis af placeringer. Orbiters sofistikerede HiRISE-kamera fangede disse billeder af skiftende sand. Det er klart, at planetens sandoverflade er mere dynamisk, end planetforskere engang troede. Nathan Bridges er en planetvidenskabsmand ved Johns Hopkins Universitets Applied Physics Laboratory og hovedforfatter af et papir om planet-bred sandbevægelse på Mars, der blev offentliggjort 14. november 2011 i tidsskriftet Geology. Han sagde:
Mars har enten flere vindstød, end vi vidste om før, eller vindene er i stand til at transportere mere sand. Vi plejede at tænke på sandet på Mars som relativt urørligt, så disse nye observationer ændrer hele vores perspektiv.
Eksotiske sandklitter på Mars, set i 2001. Forskere spekulerede på, om de var frosne i tide, ligesom månens overflade. Billedkredit: Malin Space Science Systems, MGS, JPL, NASA
Sandklitter er et fælles træk på Mars 'overflade, og de kan forekomme eksotiske, som på billedet ovenfor. Dette billede er taget af Mars Global Surveyor (MGS). Det var Astronomiens billede af dagen (APOD) for 26. februar 2001, der sammenlignede de mørke klitter over med "hajens tænder." Disse klitter er placeret i Proctor Crater, et 170 kilometer bredt krater, der først blev set til at huse sandklitter af Mariner 9 mere end 35 år siden.Billedet illustrerer det komplekse forhold mellem Martiske sandklitter og vinden, men ingen var sikker på, da dette billede blev taget for 10 år siden, om vinden stadig blæste stærkt nok på Mars til at flytte klitterne i realtid.
Mars Global Surveyor, der opererede fra 1997 til 2006, gav os de første tip om, at marsdyner bevæger sig. Men rumfartøjets kameraer manglede opløsningen til definitivt at registrere ændringerne. NASAs Mars Exploration Rovers opdagede også antydninger til at skifte sand, da de rørte ned på den røde planets overflade i 2004. Missionsteamet var overrasket over at se sandkorn, der prikkede rovernes solpaneler. De var også vidne til rovernes spormærker, der blev udfyldt med sand. Stadig forblev omfanget af sandbevægelse over Mars undvigende.
Klitter nær den nordlige pol af Mars, set i 2009. De blev fundet at bevæge sig, efterhånden som Martian tøris fordamper. Billedkredit: HiRISE
Billedet ovenfor er fra 2009. Det illustrerer en anden måde, hvorpå klitterne blev set for at bevæge sig på Mars i fortiden - ikke bevæget af vind, men af en anden proces. Nogle klitter nær Mars 'polære områder blev observeret at bevæge sig, når kuldioxidis (tøris) på Mars skifter direkte fra et fast stof til en gas - uden flydende tilstand i mellem, som med vandis.
Flere undersøgelser af Mary C. Bourke samme år karakteriserede Martiske sandklitter, især ved at sammenligne dem med kolde klitter i Antarktis. Den nordlige pol af Mars er omgivet af en enorm cirkumpolær region med klitter. Disse klitter findes i gennemsnitlige årlige temperaturer på -80 ° C, er dækket af frost i 70% af året og er genstand for årlige snefald. På jorden indeholder sandklitter i kolde regioner ofte mellemliggende sand, sne og is. HiRISE-kameraet optager også billeder af disse Martian-klitter. Ved hjælp af data fra Antarktis og andre ørkener i kolde områder kunne Bourke antyde, at klitter i den Martiske nordpolregion også kan indeholde sne- og isaflejringer.
Nogle steder på Mars flyder sand som væske. Kredit: HiRISE, MRO, LPL (U. Arizona), NASA
Jeg tror, at jeg elsker billedet frem for alt. Det er et andet HiRISE-kamerabillede, taget fra Mars Reconnaissance Orbiter i 2009, da planetariske forskere begyndte at skimte sanddynernes virkelig dynamiske kvalitet - men var stadig ikke positive, hvor udbredt klitbevægelse er på Mars.
Hvad er dette billede? Det ser ud som flydende væske. På Mars fryser og fordamper faktiske væsker hurtigt ind i den tynde Martiske atmosfære. Men vedvarende vinde gør klart, at store sandklitter ser ud til at flyde og endda dryppe som en væske, som vist ovenfor.
Så indtil nu - aktive klitter i mange dele af Mars ikke var blevet bekræftet. Det er denne uges store annonce, og det er faktisk spændende.
Det ser dog ikke ud til alle af sandet på Mars bevæger sig, når vinden blæser. Studien den 14. november 2011 identificerer også flere områder, hvor sand på Mars ikke bevægede sig. Forskerne siger, at de ubevægelige klitter kunne have større korn, eller at deres overfladelag kan være cementeret sammen. Eller de kan bevæge sig på længere tidsskalaer, udløst af klimacyklusser på Mars, som menes at vare titusinder af år. Disse forskere sagde:
Hældningen af Mars 'akse i forhold til dets kredsløbplan kan variere dramatisk. Dette kombineret med den ovale form af Mars 'bane kan forårsage ekstreme ændringer i det marsiske klima, meget større end dem, der opleves på Jorden. Mars kan engang have været varm nok til, at den kuldioxid, der nu er frosset i de polære iskapper, kunne have været fri til at danne en tykkere atmosfære, hvilket førte til stærkere vinde, der var i stand til at transportere sand.
Hvad lærer vi næste?
Nederste linje: Astronomer har set støvstorme raser på Mars gennem teleskoper i mange årtier, men rumfartøjer afslørede også tilstedeværelsen af sandklitter i denne kolde tørre ørkenverden. Indtil nu var det ikke kendt, hvor vidt den tynde atmosfære af Mars kunne opsamle kurerne af sand - i modsætning til det fine støv - og flytte det. Men billeder fra Mars Reconnaissance Orbiter HiRISE-kamera viser, at vinden bevæger sig sand på Mars i realtid, på snesevis af steder på Mars. Undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet Geology den 14. november 2011.