Mount Sharp on Mars er tæt på størrelse med Alaskas bjerg. McKinley. Ny forskning antyder, at det sandsynligvis opstod, når stærke vinder førte støv og sand ind i det krater, hvori det sidder.
En grov højde af Mars, som forskere mistænker for at bevare beviser for en massiv sø, kan have dannet sig som et resultat af Røde Planets berømte støvede atmosfære, antyder en analyse af haugens funktioner. Hvis det er korrekt, kunne forskningen fortynde forventningerne om, at haugen har bevis på en stor vandmasse, hvilket ville have vigtige konsekvenser for at forstå Mars 'fortidens levedygtighed.
Forskere, der er baseret på Princeton University og California Institute of Technology, antyder, at haugen, kendt som Mount Sharp, mest sandsynligt dukkede op, når stærke vinder transporterede støv og sand ind i det 96 mil brede krater, hvor haugen ligger. De rapporterer i tidsskriftet Geology, at luft sandsynligvis stiger ud af det massive Gale-krater, når Marsoverfladen varmer i løbet af dagen og derefter fejer tilbage ned ad de stejle mure om natten. Selvom de er stærke langs Gale-kraterets vægge, ville disse "hældningsvinde" være dødd ned i kraterets centrum, hvor det fine støv i luften satte sig og akkumulerede for til sidst at danne Mount Sharp, som ligger tæt på størrelse med Alaskas Mt. McKinley.
Forskere, der er baseret på Princeton University, California Institute of Technology og Ashima Research, antyder, at Mars 'ca. 3,5 mil høje Mount Sharp (ovenfor) sandsynligvis dukkede op, når stærke vinder førte støv og sand ind i Gale-krateret, hvor haugen sidder. Hvis det er korrekt, kunne forskningen fortynde forventningerne om, at haugen er resterne af en massiv sø, hvilket ville have vigtige konsekvenser for at forstå Mars 'fortidens levedygtighed. Billede af NASA / JPL-Caltech / MSSS
Denne dynamiske tæller den herskende teori om, at Mount Sharp dannede sig fra lag med søen med søen - og kunne betyde, at haugen indeholder mindre bevis på et tidligere, jordlignende Martisk klima, end de fleste forskere i øjeblikket forventer. Bevis for, at Gale-krateret engang indeholdt en sø delvist bestemte landingsstedet for NASA Mars rover Curiosity. Roveren rørte ved Mount Sharp i august med det formål at afsløre bevis for et beboeligt miljø, og i december fandt nysgerrighed spor af ler, vandmolekyler og organiske forbindelser. At bestemme oprindelsen af disse elementer, og hvordan de forholder sig til Mount Sharp, vil være et fokus for nysgerrighed i de kommende måneder.
Men selve haugen var sandsynligvis aldrig under vand, skønt en vandmasse kunne have eksisteret i vollgraven omkring basen af Mount Sharp, sagde studiemedforfatter Kevin Lewis, en Princeton associeret forsker i geovidenskab og en deltagende videnskabsmand på nysgerrighed rover mission, Mars Science Laboratory. Jakten på at afgøre, om Mars på en gang kunne have støttet livet, kan være bedre rettet andetsteds, sagde han.
”Vores arbejde udelukker ikke eksistensen af søer i Gale-krateret, men antyder, at størstedelen af materialet i Mount Sharp stort set blev deponeret af vinden,” sagde Lewis, der arbejdede med den første forfatter Edwin Kite, en planetvidenskabelig postdoktorisk lærd i Caltech; Michael Lamb, assisterende professor i geologi ved Caltech; og Claire Newman og Mark Richardson fra Californien-baserede forskningsfirma Ashima Research.
Forskerne rapporterer, at luft ville have løbet op ad kraterranden (røde pile) og flankerne på Mount Sharp (gule pile) om morgenen, da Marsoverfladen varmet og vendte om i den køligere sent på eftermiddagen. Forskerne oprettede en computermodel, der viste, at det fine støv, der blev båret af disse vinde, kunne ophobes over tid for at bygge en haug på størrelse med Mount Sharp, selvom jorden var bar fra starten. De blå pile viser de mere variable vindmønstre på kraterets gulv, som inkluderer Curiosity-landingsstedet (markeret med “x”). Billede af NASA / JPL-Caltech / ESA / DLR / FU Berlin / MSSS
”Hver dag og nat har du disse stærke vinde, der strømmer op og ned ad de stejle topografiske skråninger. Det viser sig, at en haug som denne ville være en naturlig ting at danne i et krater som Gale, ”sagde Lewis. "I modsætning til vores forventninger kunne Mount Sharp i det væsentlige have dannet sig som en fritstående bunke med sediment, der aldrig fyldte krateret."
Selv hvis Mount Sharp blev født af vind, overløber det og lignende høje sandsynligvis med en værdifuld geologisk - hvis ikke biologisk - Mars historie, der kan hjælpe med at afdække Mars 'klimahistorie og vejlede fremtidige missioner, sagde Lewis.
”Disse sedimentære hauger kunne stadig registrere millioner af år med Mars-klimahistorie,” sagde Lewis. ”Sådan lærer vi om Jordens historie ved at finde de mest komplette sedimentære poster, vi kan, og gennemgå lag for lag. På den ene eller anden måde får vi en utrolig historiebog om alle begivenheder, der foregik, mens dette sediment blev deponeret. Jeg tror, at Mount Sharp stadig vil give en utrolig historie at læse. Det var måske ikke have været en sø. ”
Dawn Sumner, en geologiprofessor ved University of California-Davis og et team i Mars Science Laboratory, sagde, at forskerens model gør det til et værdifuldt forsøg på at forklare Mount Sharps oprindelse. Mens arbejdet alene endnu ikke er nok til at revidere fordelingen af vand på Mars, foreslår det en unik vinddynamik for Gale Crater og modellerer det derefter i detaljer så hypotesen faktisk kan testes, efterhånden som flere prøver analyseres på Mars, sagde Sumner .
”Så vidt jeg ved, er deres model roman både med hensyn til at påkalde katabatiske vinde til at danne Mount Sharp og i kvantitativt modellering af hvordan vindene ville gøre dette,” sagde Sumner, der er bekendt med værket, men ikke havde nogen rolle i det.
”Det store bidrag her er, at de leverer nye ideer, der er specifikke nok til, at vi kan begynde at teste dem,” sagde hun. ”Dette papir giver en ny model til Mount Sharp, der giver specifikke forudsigelser om klippernes karakteristika inde i bjerget. Observationer fra nysgerrighed ved bunden af Mount Sharp kan teste modellen ved at lede efter bevis for, at der er afsætning af vind af sediment. ”
Forskerne brugte par satellitbilleder af Gale-krateret taget som forberedelse til rover-landing ved hjælp af kameraet High-Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) ombord på Mars Reconnaissance Orbiter-satellitten administreret af Caltech for NASA. Softwareværktøjer udtrækkede de topografiske detaljer om Mount Sharp og det omgivende terræn. Forskerne fandt, at de forskellige lag i haugen ikke dannede mere eller mindre fladtliggende stakke, som sedimenter afsat fra en sø ville. I stedet faldt lagene udad fra haugens centrum i et usædvanligt radialt mønster, sagde Lewis.
Funktioner ved Mount Sharp er mere konsistente med vindaflejring snarere end en gammel søebed, rapporterede forskerne. Satellitbilleder viser, at de forskellige lag af sediment, der udgør Mount Sharp, sandsynligvis ikke strækkede sig til kratervæggen og også viser en konsistent hældning eller "dyppe" væk fra midten af haugen. De røde prikker betegner dybe områder med den angivne gennemsnitlige hældningsgrad. Den gule stjerne markerer landingsstedet for NASA Curiosity Mars rover. Billede fra Kevin Lewis
Kite udviklede en computermodel til test af, hvordan vindcirkulationsmønstre ville påvirke deponering og erosion af vindblæst sediment i et krater som Gale. Forskerne fandt, at skråningsvinde, der konstant gik ud og gik ind i Gale-krateret, kunne begrænse afsætningen af sedimenter nær kraterranden, mens de opbyggede en haug i midten af krateret, selvom jorden var bar fra starten, sagde Lewis.
Forskernes resultater giver bevis for nylige spørgsmål om Mount Sharps vandige oprindelse, sagde Lewis. Satellitobservationer havde tidligere fundet vandrelaterede mineralunderskrifter inden for den nedre del af Mount Sharp. Mens dette antydede, at den nedre del muligvis var en række søbund, var dele af den øverste bjerge mere tvetydige, sagde Lewis. Først og fremmest er de øverste lag af haugen højere end kratervæggene flere steder. Gale Crater sidder også på kanten af Mars 'nordlige lavland. Hvis det var blevet fyldt med vand til nær højden af Mount Sharp, ville hele den nordlige halvkugle være blevet oversvømmet.
Jordanalyser udført af Curiosity - roverens primære mission er to år, men kan udvides - vil hjælpe med at bestemme arten af Mount Sharp og Martian-klimaet generelt, sagde Lewis. Vinderosion er afhængig af specifikke faktorer, såsom størrelsen på individuelle jordkorn, så sådanne oplysninger, der indsamles fra Curiosity-missionen, vil hjælpe med at bestemme Mars-egenskaber, såsom vindhastighed. På Jorden har sedimenter brug for en vis mængde fugtighed for at blive cementeret i sten. Det vil være interessant at vide, sagde Lewis, hvordan klippelagene i Mount Sharp holdes sammen, og hvordan vand kan være involveret.
”Hvis den mekanisme, vi beskriver, er korrekt, ville den fortælle os meget om Mars, og hvordan den fungerer, fordi Mount Sharp kun er en af en klasse af gåtefulde sedimentære hauger observeret på Mars,” sagde Lewis.
Avisen, "Væksten og formen af haugen i Gale Crater, Mars: Hældevind forbedret erosion og transport," blev offentliggjort i maj 2013-udgaven af tidsskriftet Geology. Arbejdet blev støttet af tilskud fra NASA, Caltech og Princeton Department of Geosciences 'Harry Hess-stipendium.
Via Princeton University