Marsas yra smėlio spalvos planeta, o „HiRISE“ kamera, esanti „Mars Reconnaissance Orbiter“ (MRO), pateikė mums daugybę gražių Marso smėlio kopų nuotraukų. Tačiau Marso kopos yra daug kitokios nei kopos čia Žemėje. Jų judėjimą lemia kiti veiksniai nei žemės kopos.
Smėlio kopų judėjimas Marsu domina mokslininkus. Svarbūs klausimai yra tai, kaip toli vėjai juos stumia ir kur jie nusėda. Visų kopos procesų tyrimas prisideda prie atmosferos ir nuosėdinių mokslų.
„Šis darbas negalėjo būti atliktas be HiRISE“.
Matthew Chojnacki, pagrindinis autorius, Arizonos universitetas.
Arizonos universiteto Planetinių mokslų laboratorijos planetų mokslininkų komanda atliko išsamią Marso smėlio kopų analizę. Matthew Chojnacki, JAV docentas, vadovavo tyrimui, kuris buvo paskelbtas žurnale „Geology“. Straipsnis vadinasi „Marso smėlio srauto regionų ribinių sąlygų kontrolė“.
Tyrimo metu nustatyta, kad Marso kopose didelę reikšmę turi Marso ypatybės ir žemės paviršiaus formų temperatūrų skirtumai. Lygiai taip nėra ir čia, Žemėje.
Komanda sutelkė savo jėgas į Marso regionus su didelėmis smėlio kopomis. „Kadangi skirtinguose Marso regionuose yra didelių smėlio kopų, jos yra geros vietos pokyčiams ieškoti“, - sakė Chojnacki.
„Norėjome sužinoti: ar smėlio judėjimas visoje planetoje yra vienodas, ar kai kuriuose regionuose jis padidėja, palyginti su kitais?“ Chojnackis pasakė. „Mes išmatuojome kopos judėjimo greitį ir tūrį Marse“. Tyrėjai sudarė 54 kopos lauko smėlio tūrį, kopų migracijos greitį ir aukštį, apimančius 495 atskiras kopas.
„Mes turime mažą bakalaurų armiją ...“
Matthew Chojnacki, Arizonos universitetas
Tyrinėdama kopas, komanda rėmėsi HiRISE (didelės skiriamosios gebos vaizdo gavimo mokslo eksperimentas). „HiRISE“ yra „Mars Reconnaissance Orbiter“. Didelės skiriamosios gebos vaizdais jis nusako apie 3% Marso paviršiaus.
„Šis darbas negalėjo būti atliktas be HiRISE“, - sakė Chojnacki, kuris yra HiRISE komandos narys. „Duomenys atsirado ne vien iš vaizdų, bet buvo gauti per mūsų fotogrammetrijos laboratoriją, kuriai aš vadovauju kartu su Sarah Sutton. Mes turime nedidelę armiją bakalaurų, kurie dirba ne visą darbo dieną ir kuria šiuos skaitmeninius reljefo modelius, užtikrinančius smulkią topografiją. “
Ką jie rado?
„Žemėje darbo veiksniai skiriasi nuo Marso.“
Matthew Chojnacki, pagrindinis autorius, Arizonos universitetas
Šiame tyrime komanda rado stebimas kopas, kurių aukštis nuo 2 metrų iki 122 metrų (nuo 6 iki 400 pėdų). Kopų judėjimas buvo stebimas maždaug 0,6 (2 pėdų) atstumu per Žemės metus. Tai yra stulbinamas žemės kopos žemėje. Kai kurios greičiausiai žemėje judančios kopos yra Šiaurės Afrikoje ir juda maždaug 30,5 metro (100 pėdų) per metus.
Planetos mokslininkai diskutavo apie Marso kopų prigimtį, norėdami sužinoti, ar jos yra senovės relikvijos, ar jos vis dar aktyviai kuriamos ir perkeltos į paviršių. Dabar mes žinome. Marsas gali būti tingi planeta kopos judėjimo atžvilgiu, tačiau jis vis dar aktyvus.
Marso atmosfera yra daug plonesnė nei čia Žemėje, ir tai yra esmė norint suprasti šiuos rezultatus. Iš esmės vėjas nėra pakankamai galingas, kad galėtų judėti smėlio kopos taip, kaip tai daro Žemėje. Turi būti ir kitų veiksnių.
Visoje Marso dalyje aptiktos aktyvios, vėjo formos smėlio ir dulkių lovos struktūriniuose iškasuose - krateriuose, kanjonuose, plyšiuose ir plyšiuose, taip pat vulkanų liekanose, poliariniuose baseinuose ir kraterius supančiose lygumose.
Tačiau taip pat stebėtinai paaiškėjo, kad didžiausias smėlio judėjimas vyksta netoli trijų skirtingų formų: Syrtis Major, Hellespontus Montes ir North Pollar Erg.
„Syrtis Major“ yra tamsi Marso dėmė, vadinama albedo ypatybe. Jis yra tiesiai į vakarus nuo Isidis smūgio baseino. Tai tamsu, nes regione yra bazaltinės uolienos ir nėra smėlio dangos. Autoriai teigia, kad smėlio judėjimui čia didelę įtaką daro šalia esantis Isidžio baseinas, kuris yra 4–5 km gylyje.
„Hellespontus Montes“ yra 711 km ilgio kalnų grandinė, einanti maždaug šiaurės-pietų kryptimi. Tai taip pat albedo funkcija. Jis yra Noachus trikampyje. Komanda nustatė, kad sezoninis CO2 nepastovumas turėjo reikšmės kopos formavimuisi.
Šiaurės poliarinis Ergas yra smėlio jūra, esanti šiaurinėse platumose. Jis taip pat žinomas kaip Vastitas Borealis. Jis supa visą poliarinį regioną. Šiaurės poliarinis Ergas yra aktyviausias kopos regionas Marse. Komanda nustatė, kad sezoninis CO2 prisideda prie judėjimo čia. Smėlis iš esmės užsiblokuoja, kai CO2 užšąla, ir tada lydalas prisideda prie smėlio judėjimo, daugiausia dėl nuleisto albedo.
Kodėl šiuose trijuose dideliuose regionuose įvyko didžiausias kopos judėjimas? Kas juos skiria? Viena vertus, staigūs geografijos pokyčiai. Taip pat paviršiaus temperatūra. Žemėje nė vienas iš šių veiksnių neformuoja smėlio kopos judėjimo.
„Tai nėra veiksniai, kuriuos galėtumėte rasti antžeminėje geologijoje“, - teigė Chojnacki. „Žemėje veikiantys veiksniai skiriasi nuo Marso. Pavyzdžiui, požeminis vanduo šalia paviršiaus arba augantys augalai sulėtina kopos smėlio judėjimą. “
Komanda padarė išvadą, kad dideli perėjimai geologinėse formacijose formuoja Marso smėlio kopos migraciją. Tam padeda temperatūros pokyčiai šalia albedo funkcijų, tokių kaip Syrtis Major.
Komanda taip pat nustatė, kad smėlio judėjimas yra didesnis šalia mažų baseinų, užpildytų ryškiomis dulkėmis. „Šviesus baseinas atspindi saulės šviesą ir daug greičiau sušildo orą nei aplinkinės teritorijos, kur žemė yra tamsi“, - teigė Chojnacki, - taigi oras judės baseine aukštyn link baseino krašto, sukeldamas vėją, ir su juo smėlis.
Šis tyrimas leidžia aiškiai pasakyti, kad „didelio masto topografiniai ir termofiziniai kintamumai vaidina pagrindinį vaidmenį sukeliant smėlio srautus Marse“, - sako autoriai savo dokumente. Autoriai taip pat sako, kad šio tyrimo rezultatai padės planuoti būsimas misijas į sritis, kurios nėra lengvai stebimos, ir tai gali turėti įtakos tiriant senovės potencialiai gyvenamąsias vietas.
