火星は砂の惑星であり、火星偵察オービター(MRO)のHiRISEカメラは、火星の砂丘の美しい写真を数多く提供してくれました。しかし、火星の砂丘は、この地球上の砂丘とは大きく異なります。彼らの動きは地球の砂丘とは異なる要因によって支配されています。
火星の砂丘の動きは科学者の興味の対象です。風がそれらをどこまで動かすか、そしてそれらがどこに堆積するかは、重要な問題の一部です。すべての砂丘プロセスの研究は、大気および堆積科学に貢献しています。
「この作業はHiRISEなしでは実現できなかったでしょう。」
Matthew Chojnacki、アリゾナ大学の主執筆者。
アリゾナ大学惑星科学研究所の惑星科学者チームは、火星の砂丘の詳細な分析を行いました。 UオブAの准科学者であるマシューチョイナッキは、ジャーナルGeologyに掲載された研究を主導しました。この論文は「火星の高砂フラックス地域の境界条件管理」と呼ばれています。
研究は、火星の大規模な特徴と地形の温度差が火星の砂丘で強い役割を果たすことを発見しました。同じことは地球上では当てはまりません。
チームは、大きな砂丘がある火星の地域に注力しました。 「火星の異なる地域には大きな砂丘があるので、それらは変化を探すのに良い場所です」とChojnackiは言いました。
「私たちが知りたかったのです。砂の動きは地球全体で均一ですか、それとも一部の地域では他の地域よりも強化されていますか?」 Chojnackiは言った。 「砂丘が火星を移動する速度と体積を測定しました。」研究者は、495の砂丘を含む54の砂丘フィールドの砂の量、砂丘の移動率、高さをマッピングしました。
「私たちは大学生の小さな軍隊を持っています...」
アリゾナ大学マシュー・チョイナッキ
チームは砂丘の研究をHiRISE(高解像度画像科学実験)に依存していました。 HiRISEは火星偵察オービターにいます。高解像度画像で火星表面の約3%がマッピングされています。
「この作業はHiRISEなしでは実現できなかったでしょう」とHiRISEチームのメンバーであるChojnackiは言いました。 「データは画像だけからではなく、Sarah Suttonと共同で管理している写真測量ラボから導き出されました. パートタイムで働き、微細な地形を提供するこれらのデジタル地形モデルを構築する大学生の小さな軍隊がいます。」
彼らは何を見つけましたか?
「地球上では、仕事の要因は火星とは異なります。」
アリゾナ大学の主執筆者、Matthew Chojnacki氏
この調査では、チームは高さ2メートルから122メートル(6から400フィート)の範囲の砂丘を観察しました。砂丘の動きは地球の1年あたり約0.6(2フィート)で計時されました。これは地球上の砂丘との完全な契約です。地球上で最も速く移動する砂丘の一部は北アフリカにあり、年間約30.5メートル(100フィート)で移動します。
惑星の科学者達は火星の砂丘の性質について議論しました、彼らが古代の過去からの遺物なのか、それとも彼らがまだ活発に作成されて表面の周りを移動しているのか疑問に思いました。今、私たちは知っています。火星は砂丘の動きの面では怠惰な惑星である可能性がありますが、まだ活発です。
火星では、大気は地球上のここよりもはるかに薄く、それがこれらの結果を理解するための鍵となります。基本的に、風は地球上と同じように砂丘を動かすほど強力ではありません。他の要因がなければなりません。
火星全体で、この調査では、構造化された窩(クレーター、キャニオン、リフト、クラック)のほか、火山の残骸、極域、クレーターを取り巻く平野に、風と風の形をした砂と塵の層が発見されました。
しかし、驚くべきことに、砂の最大の動きは、3つの異なる地形(シルティスメジャー、ヘレスポントゥスモンテス、北極のエルグ)に近いことがわかりました。
Syrtis Majorは、アルベド機能と呼ばれる火星の暗いスポットです。イシディスインパクトベイスンのすぐ西です。地域の玄武岩と砂被りがないために暗い。著者は、ここの砂の動きは近くのイシディス盆地の深さ4〜5 kmに強く影響されていると言います。
ヘレスポントゥスモンテスは長さ711 kmの山で、ほぼ南北に走っています。これはアルベド機能でもあります。ノーカストライアングルにあります。チームは、ここで季節的なCO2の変動が砂丘形成に役割を果たすことを発見しました。
North Polar Ergは、北緯で高い砂の海です。 Vastitas Borealisとも呼ばれます。極域全体を囲みます。ノースポーラーエルグは火星で最も活発な砂丘地域です。チームは、季節的なCO2がここでの動きに寄与していることを発見しました。 CO2が凍結すると、砂は主に所定の位置に固定され、その後、メルトは主にアルベドの低下により、砂の移動に寄与します。
なぜこれらの3つの大きな地域で最大の砂丘運動が見られたのですか?それらを区別するものは何ですか?一つには、地理のスターク遷移。また、表面温度。地球上では、これらの要因はどちらも砂丘の動きを形作りません。
「これらは、地上の地質学に見られるような要因ではありません」とチョイナツキは言った。 「地球上では、仕事の要因は火星とは異なります。たとえば、地表近くの地下水やその地域で育つ植物は、砂丘の移動を遅らせます。」
チームは、地層の大きな変化が火星の砂丘の移動を形作っていると結論付けました。シルティスメジャーのようなアルベドの特徴の近くの温度変化によって助けられます。
チームはまた、砂の動きが明るいほこりで満たされた小さな盆地の近くでより大きいことも発見しました。 「明るい盆地は太陽光を反射し、地面が暗い周辺地域よりもはるかに速く上空の空気を加熱します」とChojnacki氏は言います。それと、砂。
この研究は、著者が彼らの論文で述べているように、「大規模な地形的および熱物理的変動が火星の砂フラックスの推進において主要な役割を果たすこと」を明らかにしています。著者らはまた、この研究の結果は、容易に監視されず、古代の居住可能な場所の研究に影響を与える可能性がある地域への将来のミッションの計画に役立つと述べています。