Милиардни марсиански дюни разкриват историята на планетата

Орбитален изглед на много черти във формата на полумесец на гладко синкав фон.

Ето един регион на Марс, където пясъчните дюни са уплътнени с течение на времето в твърда скала. Това изображение, направено отHiRISEкамера с висока разделителна способност на борда на НАСА Mars Reconnaissance Orbiter, приближава сега твърдите пясъчни дюни в Мелас Часма, част от обширната мрежа на каньона Valles Marineris на червената планета. Изображение чрез НАСА/ JPL/Институт за планетарни науки.


На 5 октомври 2020 г. екип от учени обяви за откриването на група от 1 милиард годишни марсиански пясъчни дюни в планетатаВалес Маринерисрегион. Тази рядка находка отпалео-дуните доведоха учените до второ голямо откритие. Тоест климатът, атмосферното налягане и развитието на ландшафта на Марс са останали относително последователни през последните милиард години.

Изследването - водено от планетарен геологМатю Чойнацкив Института за планетарни науки в Тусон, Аризона - бешепубликуванив документ врецензиран Journal of Geophysical Research Planets. ДА СЕизявлениеот Чойнацки и неговите колеги обясниха, че обширното картографиране на седиментни скални отлагания в Мелас Часма - най -широкия сегмент от системата на каньона Валес Маринерис на Марс - предоставя доказателства, необходими за датиране на дюнните полета и за формиране на разбиране не само за това какво е Марс както преди 1 милиард години, но за това как климатът на червената планета се е развил с течение на времето. Те казаха, че доказателствата включват и дветелитификация- процесът, чрез който насипните утайки се уплътняват в твърда скала - и погребването на тези дюни с вятър с течение на времето.


Те казаха, че чрез тази работа те са научили, че тези уникални палео-дюни на Марс са били недокоснати от същите видове геоложки сили-като например изместването на големи земни плочи (тектоника на плочите) и ерозията от вятъра и водата - това толкова промени повърхността на Земята през последните милиард години.

Усмихнат мъж с тъмна, къдрава коса.

Матю Чойнацки е изследовател в Института за планетарни науки със седалище в Тусон, Аризона. На 5 октомври 2020 г. Чойнацки публикува доклад, описващ подробно откриването на запазени на милиарди години пясъчни дюни на Марс, които помагат на учените да разгадаят мистериите на геоложката и климатичната история на червената планета. Изображение чрезИнститут за планетарни науки.

Чойнацки каза визявлениече състоянието на пясъчните дюни на Марс е показател за добре запазената „старост“, в сравнение със земните дюни:

Ние идентифицирахме и картографирахме обширни дюнни полета в каньоните на Valles Marineris, които показват ясни доказателства залитификацияи погребение. Това ниво на запазване е рядкост за сухоземните [земни] пясъчни дюни поради продължаващата ерозия и тектоника.




Чойнацки призна, че анализът и датирането на дюнни полета на Марс не е лесна задача, тъй като цялата научна работа трябва да се извършва отдалеч. Той каза пред ForVM, че едно от предизвикателствата, пред които са изправени учените при запознанствата с дюновите форми, е това, което те санеимат: физически проби. Но, отбеляза той, липсата на проби не попречи на екипа да постигне значителни резултати:

Датирането на планетарни повърхности е изключително предизвикателство без физически проби. Планетарните учени често използват натрупаните кратери на повърхността в сравнение с очаквания поток от удари за оценка на повърхностната възраст (по -старите повърхности натрупват повече кратери). Тези находища не показват много кратери, което показва, че те трябва да са сравнително млади. Разгледахме и степента на ерозия или колко бързо релефните форми се износват от вятъра и други фактори. Използвайки тези две техники, ние изчисляваме, че тези дюни не са по -стари от няколко милиарда години (или биха натрупали повече кратери), но не по -млади от около един милиард години (или ерозията би ги изтрила от повърхността).

Заоблени, дълги синкави хълмове.

Близък план на съвременни, активни пясъчни дюни на повърхността на Марс, направени от камерата HiRISE на борда на разузнавателния орбитален апарат на Марс. HiRISE може да увеличава мащаба, за да вижда обекти на повърхността на Марс, малки като маса, и на това изображение ясно улавяморфологияили под формата на активни пясъчни дюни, включително моделите на вятъра и посоката на вятъра, които са избутали и издърпали насипния пясък, за да създадат купчини и шарки. Изображение чрезНАСА/ JPL-Caltech/ Университет на Аризона.

Чойнацки каза, чееолскипроцесите, засягащи тези конкретни дюни - тоест начините, по които утайките в тази част от ландшафта на Марс биха могли да бъдат ерозирани или преместени от вятъра - разкриха значителна информация за еволюцията на вятъра и атмосферното налягане на Марс с течение на времето. Той каза:


Можем да видим, че съвременните пясъчни дюни в района са ориентирани в много сходни посоки с тези в скалния запис. Това показва, че основните посоки на вятъра, които са отговорни за формата на дюните, не са се променили съществено с течение на времето. Виждаме също много подобни и разположени пясъчни дюни от двата периода. Това може да показва, че атмосферното налягане не е значително различно.

С други думи, Марс от преди милиард години беше доста подобен на днешния Марс, поне що се отнася до моделите на вятъра и атмосферното налягане.

Данните от проучването, събрани с помощта на инструменти на борда на НАСАМарс разузнавателен орбитален апаратиМарс Одисея орбитален, помагат на учените да разберат по -добре геоложката история на Марс и как тя се различава от тази на Земята. Чойнацки каза:

Пясъчните дюни мигрират, задвижвани от вятъра на Марс, както и на Земята. Пясъкът, който изгражда сухоземни дюни, често може да се превърне в скала, но често фактори като вода или растителност пречат на пълната форма на дюната да бъде запазена. Открихме групи пясъчни дюни на повърхността на Валес Маринерис, Марс, които също бяха превърнати в камък в миналото, но много от тях запазиха формата си. Фактът, че пясъчните дюни някога са мигрирали по повърхността на Марс и сега са запазени в скалите, ни казва нещо за условията, довели до тяхното запазване и как те се различават от тези на Земята.


Подобни на тези, които се образуват на Земята, съвременните марсиански пясъчни дюни не са рядкост на червената планета, пустинен пейзаж с много прилики с пустините на Земята, макар и много по -студени. Древните дюни, от друга страна, доскоро са били рядка находка на Марс и най -често се разкриват като ерозирани ями.

Орбитални снимки с линии, квадрати и стрелки, показващи местоположението на вкаменени дюни.

„Призрачни дюни“ вНощният лабиринтна Марс. Ямите във формата на полумесец са останки от активни пясъчни дюни от преди милиарди години. Изображение чрез Mackenzie Day/ David Catling/AGU.

През април 2018 г. ForVMсъобщаваоткриването на призрачни дюни-подобни на ями депресии, оставени след изчезването на дюните-от учени от Института по астробиология на НАСА. Разкрит вНощният лабиринтрегион, западно от Valles Marineris, тези призрачни дюни доказаха, че моделите на вятъра на Марс се променят с течение на времето, оформяйки и променяйки пейзажа, подобно на това, което моделите на вятъра на Земята правят на места като пустинята Сахара.

Въпреки че има значителни прилики между Марс и Земята-включително образуването на пясъчни дюни, задвижвано от вятъра-процесите на повърхностна ерозия и еволюцията на ландшафта се различават значително. Това е добра новина за учените, изучаващи геоложката и климатичната история на Марс. Чойнацки коментира:

Водата и тектониката, които постоянно променят повърхността на Земята, в момента не са фактор на Марс. По този начин има възможност да се поучим от геоложкия запис на червената планета. Древните полета на дюни, открити в Valles Marineris - със сложното си разнообразие от форми на релеф, степен на запазеност и контекст - разкриват богатството на регионалната геология. Тези резултати ни информират, че транспортирането на пясък, отлагането и литификацията, задвижвани от вятъра, са се случвали през голяма част от новата история на Марс и илюстрират как еволюцията на ландшафта там се различава значително в сравнение с тази на Земята.

Извод: Откриването на почти перфектно запазени пясъчни дюни на милиарди години на Марс разкри големи новини за учените за геоложката история на червената планета: нейният климат, атмосферното налягане и еволюцията на ландшафта са останали доста последователни през цялото това време.

Източник: Древни марсиански еолийски пясъчни дюни, записани в стратиграфията на Valles Marineris и последици за миналия климат

Чрез Института за планетарни науки