Marte è un pianeta sabbioso e la videocamera HiRISE su Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) ci ha regalato tonnellate di bellissime immagini di dune di sabbia marziane. Ma le dune di Marte sono molto diverse dalle dune qui sulla Terra. Il loro movimento è governato da diversi fattori rispetto alle dune terrestri.
Il movimento delle dune di sabbia su Marte è di interesse per gli scienziati. In che misura i venti li muovono e dove sono depositati, sono alcune delle domande importanti. Lo studio di tutti i processi delle dune contribuisce alla scienza atmosferica e sedimentaria.
"Questo lavoro non avrebbe potuto essere fatto senza HiRISE."
Matthew Chojnacki, autore principale, Università dell'Arizona.
Un team di scienziati planetari presso il Planetary Sciences Lab dell'Università dell'Arizona ha effettuato un'analisi dettagliata delle dune di sabbia su Marte. Matthew Chojnacki, scienziato associato alla U di A, ha guidato lo studio, che è stato pubblicato sulla rivista Geology. Il documento si chiama "Controlli delle condizioni al contorno sulle regioni ad alto flusso di sabbia di Marte".
Lo studio ha scoperto che le caratteristiche su larga scala su Marte e le differenze di temperatura delle morfologie terrestri svolgono un ruolo importante nelle dune marziane. Lo stesso non è vero qui sulla Terra.
Il team ha concentrato i propri sforzi sulle regioni di Marte con grandi dune di sabbia. "Perché ci sono grandi dune di sabbia che si trovano in distinte regioni di Marte, quelle sono buoni posti per cercare cambiamenti", ha detto Chojnacki.
"Volevamo sapere: il movimento della sabbia è uniforme in tutto il pianeta o è migliorato in alcune regioni rispetto ad altre?" Disse Chojnacki. "Abbiamo misurato la velocità e il volume a cui si muovono le dune su Marte." I ricercatori hanno mappato i volumi di sabbia, i tassi di migrazione delle dune e le altezze per 54 campi di dune, comprendendo 495 singole dune.
"Abbiamo un piccolo esercito di studenti universitari ..."
Matthew Chojnacki, Università dell'Arizona
Il team ha fatto affidamento su HiRISE (esperimento scientifico di imaging ad alta risoluzione) per studiare le dune. HiRISE è su Mars Reconnaissance Orbiter. Ha mappato circa il 3% della superficie marziana in immagini ad alta risoluzione.
"Questo lavoro non avrebbe potuto essere svolto senza HiRISE", ha affermato Chojnacki, membro del team HiRISE. "I dati non provengono solo dalle immagini, ma sono stati derivati attraverso il nostro laboratorio di fotogrammetria che co-gestisco con Sarah Sutton. Abbiamo un piccolo esercito di studenti universitari che lavorano part-time e costruiscono questi modelli digitali del terreno che forniscono una topografia su larga scala. "
Cosa hanno trovato?
"Sulla Terra, i fattori sul lavoro sono diversi da Marte."
Matthew Chojnacki, autore principale, Università dell'Arizona
In questo studio, il team ha scoperto dune osservate che variavano da 2 a 122 metri di altezza (da 6 a 400 piedi). Il movimento delle dune è stato cronometrato a circa 0,6 (2 piedi) per anno terrestre. Questo è in netto accordo con le dune sulla Terra. Alcune delle dune più veloci sulla Terra si trovano in Nord Africa e si muovono a circa 30,5 metri (100 piedi) all'anno.
Gli scienziati planetari hanno discusso della natura delle dune marziane, chiedendosi se sono reliquie del passato antico o se sono ancora state create attivamente e si sono spostate in superficie. Adesso lo sappiamo. Marte può essere un pianeta pigro in termini di movimento delle dune, ma è ancora attivo.
Su Marte, l'atmosfera è molto più sottile di qui sulla Terra, e questa è la chiave per comprendere questi risultati. Fondamentalmente, il vento non è abbastanza potente da spostare le dune di sabbia nello stesso modo in cui lo fa sulla Terra. Ci devono essere altri fattori.
Attraverso Marte, il sondaggio ha rilevato letti di sabbia e polvere attivi a forma di vento in fossa strutturali - crateri, canyon, fratture e crepe - oltre a resti vulcanici, bacini polari e pianure circostanti i crateri.
Ma ha anche scoperto, sorprendentemente, che i più grandi movimenti di sabbia si avvicinano a tre distinte forme di terra: Syrtis Major, Hellespontus Montes e North Polar Erg.
Syrtis Major è una macchia scura su Marte chiamata caratteristica albedo. È appena ad ovest del bacino di impatto di Isidis. È buio a causa della roccia basaltica nella regione e della mancanza di copertura sabbiosa. Gli autori affermano che il movimento della sabbia qui è fortemente influenzato dal vicino bacino dell'Isidis, profondo da 4 a 5 km.
Hellespontus Montes è una catena montuosa lunga 711 km, che corre all'incirca da nord a sud. È anche una funzione albedo. Si trova nel triangolo di Noachus. Il team ha scoperto che la volatilità stagionale della CO2 ha svolto un ruolo nella formazione delle dune qui.
L'Erg polare settentrionale è un mare di sabbia alto alle latitudini settentrionali. È anche conosciuta come la Vastitas Borealis. Circonda l'intera regione polare. L'Erg polare settentrionale è la regione delle dune più attiva su Marte. Il team ha scoperto che la CO2 stagionale contribuisce al movimento qui. La sabbia viene in gran parte bloccata in posizione quando la CO2 viene congelata, quindi la fusione contribuisce al movimento della sabbia, in gran parte a causa dell'albedo abbassato.
Perché queste tre grandi regioni hanno visto il più grande movimento di dune? Cosa li distingue? Transizioni rigide in geografia, per prima cosa. Inoltre, le temperature superficiali. Sulla Terra, nessuno di questi fattori modella il movimento delle dune di sabbia.
"Questi non sono fattori che potresti trovare nella geologia terrestre", ha detto Chojnacki. “Sulla Terra, i fattori sul lavoro sono diversi da Marte. Ad esempio, le acque sotterranee vicino alla superficie o le piante che crescono nell'area ritardano il movimento della sabbia delle dune. "
Il team ha concluso che grandi transizioni nelle formazioni geologiche modellano la migrazione delle dune di sabbia marziane. È aiutato dai cambiamenti di temperatura vicino alle funzioni di albedo come Syrtis Major.
Il team ha anche scoperto che il movimento della sabbia è maggiore nei pressi di piccoli bacini pieni di polvere brillante. "Un bacino luminoso riflette la luce del sole e riscalda l'aria molto più rapidamente rispetto alle aree circostanti, dove il terreno è buio", ha detto Chojnacki, "così l'aria si sposterà verso l'alto sul bordo del bacino, spingendo il vento e con esso, la sabbia.
Questo studio chiarisce che "le variabilità topografiche e termofisiche su larga scala svolgono un ruolo guida nel guidare i flussi di sabbia su Marte", come affermano gli autori nel loro articolo. Gli autori affermano inoltre che i risultati di questo studio aiuteranno nella pianificazione di future missioni in aree che non sono facilmente monitorabili e potrebbero avere implicazioni per lo studio di antichi siti potenzialmente abitabili.
