Mars er en ørkenverden med sandklitter, der ligner dem på Jorden. Men de processer, der skaber dem, kan være meget forskellige fra dem på vores planet, ifølge en ny undersøgelse fra University of Arizona.
Lineære sandklitter i Proctor Crater set af Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) den 10. juni 2007. Billede via NASA / JPL / University of Arizona.
Ligesom Jorden har Mars sanddyner, mange af dem, men forskere lærer nu, at de processer, der er involveret i deres dannelse og bevægelse, kan være ganske forskellige fra hvad der sker på vores egen planet. Et team af planetariske forskere fra University of Arizona (UA) har foretaget den mest detaljerede undersøgelse endnu om, hvordan sand bevæger sig rundt på Mars, og hvordan denne bevægelse adskiller sig fra sandbevægelse i ørkener på Jorden.
Den nye forskning blev ledet af Matthew Chojnacki ved Lunar and Planetary Laboratory (LPL) ved UA, og de peer-reviewede resultater blev offentliggjort i den aktuelle udgave af tidsskriftet Geologi den 11. marts 2019.
Holdet fandt det processer ikke involveret i sandbevægelse på Jorden er meget involveret i, hvordan sand transporteres på Mars, især bemærkelsesværdige funktioner i landskabet og forskelle i landskabets overfladetemperatur. Som Chojnacki forklarede:
Fordi der findes store sandklitter i forskellige områder af Mars, er det gode steder at se efter ændringer ... Hvis du ikke har sand, der bevæger sig rundt, betyder det, at overfladen bare sidder der og bliver bombarderet af ultraviolet og gammastråling, der ville ødelægge komplekse molekyler og eventuelle antikke Mars-biosignaturer.
Endnu et fantastisk sæt rullende sandklitter, store og små, i Proctor Crater på Mars, set af MRO den 9. februar 2009. Billede via NASA / JPL / University of Arizona.
Det kan virke overraskende, at Mars endda har klitter, da dens atmosfære er så tynd - ca. 0,6 procent af Jordens lufttryk ved havoverfladen - men det gør det, og de kan spænde fra kun få meter høje til hundreder fod i højden. De er set fra rumfartøjer i bane og tæt på jorden af rovere. Sandklitterne på Mars bevæger sig imidlertid meget langsommere, dog ca. to meter pr. Jordår (ca. et Marsår), mens sandklitter på Jorden kan migrere så meget som 100 fod om året. Ifølge Chojnacki:
På Mars er der simpelthen ikke nok energi til at flytte en betydelig mængde materiale rundt på overfladen. Det kan tage to år på Mars at se den samme bevægelse, som du normalt ville se i en sæson på Jorden.
Der var andre spørgsmål, som forskerne ønskede at stille op, som om de maritanske sandklitter stadig er aktive i dag, eller bare relikvier fra millioner eller milliarder af år siden, da atmosfæren var tykkere. Som Chojnacki sagde:
Vi ønskede at vide: Er bevægelsen af sand ensartet over hele planeten, eller forbedres den i nogle regioner i forhold til andre? Vi målte den hastighed og volumen, hvormed klitterne bevæger sig på Mars.
Sandklitter inde i Victoria Crater, nær Opportunity rover landing site som set af MRO den 3. oktober 2006. Billede via NASA / JPL / University of Arizona.
Barchan-sandklitter i Hellespontus-regionen, set af MRO den 16. marts, 2008. Billede via NASA / JPL / University of Arizona.
Plettede sandklitter nær den Martiske nordpol, set af MRO den 13. april 2008. Stederne er, hvor kuldioxidis er sublimeret ud fra klitterne. Billede via NASA / JPL / University of Arizona.
Frostede klitter nær den Martiske nordpol, set af MRO den 19. februar, 2008. Billed via NASA / JPL / University of Arizona.
For at hjælpe med at finde ud af årsagerne til sandbevægelse på Mars brugte forskerne billeder i høj opløsning taget af kameraet High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) på NASAs Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). MRO har kredset om Mars siden 2006 og taget tusinder af detaljerede billeder af overfladen over hele planeten. For dette særlige arbejde kortlagde forskerne sandmængder, klitvandringshastigheder og -højder for 54 klitmarker, der omfatter 495 individuelle klitter. Chojnacki sagde:
Dette arbejde kunne ikke have været udført uden HiRISE. Dataene kom ikke kun fra billederne, men blev afledt gennem vores fotogrammetrilaboratorium, som jeg samarbejdede med Sarah Sutton. Vi har en lille hær af bachelorstuderende, der arbejder på deltid og bygger disse digitale terrænmodeller, der giver fin skala topografi.
Hvad forskerne fandt var overraskende. Mens der er nogle gamle, inaktive klitter, er der også mange, der stadig er aktive i dag. De fylder og fejer på tværs af krater, kløfter, rift, revner, vulkanske rester, polære bassiner og sletter, der omgiver kratere. Mars 'atmosfære kan være tynd, men det er stadig godt til at transportere sandkorn over en lang række forskellige landskaber.
Der er tre regioner, der har mest aktivitet: Syrtis Major Planum, et mørkt område større end Arizona; Hellespontus Montes, en bjergkæde ca. to tredjedele af kaskaderne; og Olympia Undae (Nordpolar Erg), et hav af sand, der omgiver den nordpolære iskappe. Det, der gør disse områder unikke, er, at de oplever forhold, som ikke er kendt for at påvirke jordbundede klitter: skarpe overgange i topografi og overfladetemperaturer. Ifølge Chojnacki:
Dette er ikke faktorer, du ville finde i jordbaseret geologi. På Jorden er faktorer, der arbejder, forskellige fra Mars. For eksempel forsinker grundvand nær overfladen eller planter, der vokser i området, klittens sandbevægelse.
Nærbillede af en sandklit kaldet Namib Dune, en del af Bagnold Klitter nær Mount Sharp i Gale Crater, set af Curiosity rover den 18. december 2015. Namib er cirka 5 meter høj. Billede via NASA / JPL-Caltech / MSSS.
En anden udsigt fra nysgerrighed over en del af Bagnold Dunes nær Mount Sharp i Gale Crater. Billede via NASA / JPL-Caltech / MSSS.
Forskerne fandt også, at små bassiner fyldt med lyst støv også havde højere sandbevægelser, som Chojnacki bemærkede:
Et lyst bassin reflekterer sollyset og opvarmer luften oven over meget hurtigere end de omkringliggende områder, hvor jorden er mørk, så luften vil bevæge sig op ad bassinet mod kanten af bassinet og køre vinden og med det sandet.
NASAs nysgerrighedsrover har studeret et felt af klitter i Gale-krateret tæt på, kaldet Bagnold-klitterne, og Mars Odyssey-orbiteren har også for nylig set et usædvanligt hexagonalformet klitfelt skabt af Marsvindene.
Mars omtales ofte som en ørkenverden, med god grund. Sandklitter flyder over overfladen, ligesom de gør i ørkener på Jorden, ligesom Sahara. Nogle steder kunne du sværge, at du var i det amerikanske sydvest, hvor landskabet uhyggeligt ligner det. Men Mars er ikke Jorden, og forskellige geologiske og andre miljøfaktorer spiller en nøglerolle i, hvordan sandklitter opfører sig og adskiller sig fra begge verdener.
Nederste linje: Denne nye undersøgelse viser, hvordan sandklitter på Mars - mens de visuelt og æstetisk ligner deres jordiske modstykker - kan variere markant i, hvordan de dannes, og hvordan de vandrer over overfladen i denne kolde ørkenverden.