Marss ir smilšaina planēta, un HiRISE kamera uz Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) ir devusi mums tonnas skaistu attēlu no Marsa smilšu kāpām. Bet Marsa kāpas ir daudz savādākas nekā šeit uz Zemes esošās kāpas. Viņu kustību regulē dažādi faktori nekā Zemes kāpas.
Smilšu kāpu pārvietošanās pa Marsu interesē zinātniekus. Daži no svarīgiem jautājumiem ir tas, cik tālu vēji tos virza un kur tie ir nogulsnējušies. Visu kāpu procesu izpēte veicina atmosfēras un nogulumiežu zinātni.
"Šo darbu nevarētu paveikt bez HiRISE."
Metjū Chojnacki, Arizonas universitātes vadošais autors.
Arizonas Universitātes Planetāro zinātņu laboratorijas planētu zinātnieku komanda veica detalizētu smilšu kāpu analīzi uz Marsa. Metjū Chojnacki, asociētais zinātnieks ASV, vadīja pētījumu, kas tika publicēts žurnālā Geology. Raksts saucas “Robežu stāvokļa kontrole uz Marsa reģioniem ar lielu smilšu plūsmas līmeni”.
Pētījumā tika atklāts, ka Marsa kāpās lielu lomu spēlē Marsa raksturlielumi un zemes formējumu temperatūru atšķirības. Tas pats nav taisnība šeit uz Zemes.
Komanda centienus koncentrēja uz Marsa reģioniem ar lielām smilšu kāpām. "Tā kā atsevišķos Marsa reģionos ir lielas smilšu kāpas, tās ir labas vietas, kur meklēt pārmaiņas," sacīja Čojanacki.
"Mēs gribējām zināt: vai smilšu pārvietošanās pa planētu ir vienāda, vai dažos reģionos tā ir uzlabojusies salīdzinājumā ar citiem?" Čojanacki teica. "Mēs izmērījām ātrumu un apjomu, kādā kāpas pārvietojas uz Marsa." Pētnieki kartēja smilšu tilpumus, kāpu migrācijas ātrumu un augstumu 54 kāpu laukiem, aptverot 495 atsevišķas kāpas.
“Mums ir neliela bakalaura studentu armija…”
Metjū Chojnacki, Arizonas universitāte
Kāpu izpētei komanda paļāvās uz HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment). HiRISE atrodas Marsa iepazīšanās orbiterā. Augstas izšķirtspējas attēlos tas ir attēlots apmēram 3% no Marsa virsmas.
“Šo darbu nevarētu paveikt bez HiRISE,” sacīja Čojanacki, kurš ir HiRISE komandas loceklis. “Dati nāca ne tikai no attēliem, bet tika iegūti caur mūsu fotogrammetrijas laboratoriju, kuru es kopīgi pārvaldu ar Sāru Sutoni. Mums ir neliela bakalaura līmeņa studentu armija, kuri strādā nepilnu darba laiku un veido šos digitālos reljefa modeļus, kas nodrošina precīzu topogrāfiju. ”
Ko viņi atrada?
"Uz Zemes faktori darbā atšķiras no Marsa."
Metjū Chojnacki, Arizonas universitātes vadošais autors
Šajā pētījumā komanda atrada novērotās kāpas, kas svārstījās no 2 metriem līdz 122 metriem (6 līdz 400 pēdas). Kāpu kustība tika fiksēta apmēram 0,6 (2 pēdas) Zemes gadā. Tas ir stingri noslēgts ar kāpām uz Zemes. Dažas no visstraujāk kāpjošajām kāpām uz Zemes atrodas Ziemeļāfrikā un pārvietojas aptuveni 30,5 metru (100 pēdu) gadā.
Planētu zinātnieki ir diskutējuši par Marsa kāpu raksturu, domājot, vai tās ir senās pagātnes relikvijas, vai tās joprojām tiek aktīvi veidotas un pārvietotas pa visu virsmu. Tagad mēs zinām. Kāpsu pārvietošanās ziņā Marss var būt slinka planēta, taču tas joprojām ir aktīvs.
Uz Marsa atmosfēra ir daudz plānāka nekā šeit uz Zemes, un tas ir galvenais šo rezultātu izpratnei. Būtībā vējš nav pietiekami spēcīgs, lai smilšu kāpas pārvietotu tāpat kā uz Zemes. Jābūt arī citiem faktoriem.
Visā Marsā apsekojumā tika atklātas aktīvās, vēja formas smilšu un putekļu gultnes strukturālajos izrakumos - krāteros, kanjonos, plaisās un plaisās -, kā arī vulkānu paliekās, polārajos baseinos un krāterus ieskaujošajos līdzenumos.
Bet tas arī pārsteidzoši atklāja, ka lielākās smilšu kustības atrodas trīs atšķirīgu zemes formu tuvumā: Syrtis Major, Hellespontus Montes un North Polar Erg.
Syrtis Major ir tumšs plankums uz Marsa, ko sauc par albedo pazīmi. Tas atrodas tieši uz rietumiem no Isidis Impact baseina. Ir tumšs, jo reģionā ir bazalta ieži un nav smilšu seguma. Autori saka, ka smilšu kustību šeit spēcīgi ietekmē tuvumā esošais Isidisa baseins, kas atrodas 4 līdz 5 km dziļumā.
Hellespontus Montes ir 711 km garš kalnu grēda, kas stiepjas aptuveni ziemeļu-dienvidu virzienā. Tā ir arī albedo funkcija. Tas atrodas Noachus trīsstūrī. Komanda atklāja, ka kāpu veidošanā šeit bija nozīme sezonālajai CO2 nepastāvībai.
Ziemeļpolārais ergs ir smilšu jūra, kas atrodas augstu ziemeļu platuma grādos. Tas ir pazīstams arī kā Vastitas Borealis. Tas apņem visu polāro reģionu. Ziemeļpolārais Ergs ir visaktīvākais kāpu reģions uz Marsa. Komanda atklāja, ka sezonālais CO2 veicina pārvietošanos šeit. Kad CO2 sasalst, smiltis lielākoties tiek nofiksētas vietā, un pēc tam kausējums veicina smilšu kustību, galvenokārt pazeminātā albedo dēļ.
Kāpēc šie trīs lielie reģioni pamanīja vislielāko kāpu kustību? Kas viņus atšķir? Pirmkārt, izteiktas pārejas ģeogrāfijā. Arī virsmas temperatūra. Uz Zemes neviens no šiem faktoriem neveido smilšu kāpu kustību.
"Tie nav faktori, kurus jūs varētu atrast zemes ģeoloģijā," sacīja Čojanacki. “Uz Zemes faktori darbā atšķiras no Marsa. Piemēram, gruntsūdens virs zemes vai augošie augi kavē kāpu smilšu kustību. ”
Komanda secināja, ka lielas pārejas ģeoloģiskos veidojumos veido Marsa smilšu kāpu migrāciju. Tam palīdz temperatūras izmaiņas blakus tādām albedo funkcijām kā Syrtis Major.
Komanda arī atklāja, ka smilšu kustība ir lielāka mazu baseinu tuvumā, kas piepildīti ar spilgtiem putekļiem. "Spilgts baseins atspoguļo saules gaismu un karsē gaisu daudz ātrāk nekā apkārtējie apgabali, kur zeme ir tumša," sacīja Čojanacki, "tāpēc gaiss virzīsies baseina virzienā uz baseina malu, vadot vēju, un ar to, smiltis.
Šis pētījums skaidri norāda, ka “liela mēroga topogrāfiskām un termofizikālām mainībām ir galvenā loma smilšu plūsmas vadīšanā uz Marsa”, kā autori saka savā dokumentā. Autori arī saka, ka šī pētījuma rezultāti palīdzēs plānot turpmākās misijas uz apgabaliem, kurus nav viegli uzraudzīt, un tas var ietekmēt seno potenciāli apdzīvojamo vietu izpēti.
