Marsvinde skærer bjerge, flytte støv, rejse støv

På Mars, vindregler. Vind har formet den røde planets landskaber i milliarder af år og gør det fortsat i dag. Undersøgelser, der bruger både en NASA orbiter og en rover, afslører dens virkninger på skalaer fra store til små på de mærkeligt strukturerede landskaber i Gale Crater.

NASAs Curiosity Mars rover, på den nedre skråning af Mount Sharp – et lagdelt bjerg inde i krateret – har påbegyndt en anden kampagne for at undersøge aktive sandklitter på bjergets nordvestlige flanke. Roveren har også observeret hvirvelvinde, der transporterer støv, og kontrolleret, hvor langt vinden flytter sandkorn på en enkelt dags tid.

Gale Crater-observationer fra NASAs Mars Reconnaissance Orbiter har bekræftet langsigtede mønstre og vinderosion, der hjælper med at forklare det mærkelige ved at have et lagdelt bjerg midt i et nedslagskrater.

"Orbiter-perspektivet giver os det større billede - på alle sider af Mount Sharp og den regionale kontekst for Gale Crater. Vi kombinerer det med den lokale detalje og grundsandhed, vi får fra roveren, " sagde Mackenzie Day fra University of Texas, Austin, hovedforfatter til en forskningsrapport i tidsskriftet Icarus om vindens dominerende rolle ved Gale.

De kombinerede observationer viser, at vindmønstre i krateret i dag adskiller sig fra, da vinde fra nord fjernede det materiale, der engang fyldte rummet mellem Mount Sharp og kraterkanten. Nu, Selve Mount Sharp er blevet en vigtig faktor i at bestemme lokale vindretninger. Vinden formede bjerget; nu former bjerget vinden.

Mars atmosfære er omkring hundrede gange tyndere end Jordens, så vinde på Mars udøver meget mindre kraft end vinde på Jorden. Tiden er den faktor, der gør marsvinde så dominerende i udformningen af ​​landskabet. De fleste kræfter, der former Jordens landskaber - vand, der eroderer og flytter sedimenter, tektonisk aktivitet, der bygger bjerge og genbruger planetens skorpe, aktiv vulkanisme - har ikke påvirket Mars meget i milliarder af år. Sand transporteret af vinden, selvom det er sjældent, kan skære Mars landskaber væk over så lang tid.

Sådan laver du et lagdelt bjerg

Gale Crater blev født, da nedslaget af en asteroide eller komet for mere end 3,6 milliarder år siden udgravede et bassin på næsten 100 miles (160 kilometer) bredt. Sedimenter inklusive sten, sand og silt fyldte senere bassinet, nogle leveret af floder, der strømmede ind fra højere terræn omkring Gale. Curiosity har fundet beviser for den våde æra fra mere end 3 milliarder år siden. Et vendepunkt i Gales historie - da nettoophobning af sedimenter vendte til netfjernelse ved vinderosion - kan være faldet sammen med et vigtigt vendepunkt i planetens klima, da Mars blev tørrere, Dag noteret.

Forskere foreslog første gang i 2000, at højen i centrum af Gale Crater er en rest fra vind, der eroderer det, der havde været et fuldstændig fyldt bassin. Det nye værk beregner, at den enorme mængde materiale, der blev fjernet - omkring 15, 000 kubik miles (64, 000 kubikkilometer) — stemmer overens med observationer af kredsløb af vindens virkninger i og omkring krateret, ganges med en milliard eller flere år.

Anden ny forskning, ved hjælp af nysgerrighed, fokuserer på moderne vindaktivitet i Gale.

Roveren i denne måned undersøger en type klit, der adskiller sig i form fra klitter, som missionen undersøgte i slutningen af ​​2015 og begyndelsen af ​​2016. Halvmåneformede klitter var kendetegnet ved den tidligere kampagne - det første nærstudie nogensinde af aktive klitter andre steder end Jorden. Missionens anden klitkampagne er ved en gruppe båndformede lineære klitter.

"I disse lineære klitter, sandet transporteres langs båndbanen, mens båndet kan svinge frem og tilbage, side til side, " sagde Nathan Bridges, et Curiosity videnskabsteammedlem ved Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory i Laurel, Maryland.

Sæsonen ved Gale Crater er nu sommer, den mest blæsende tid på året. Det er den anden væsentligste forskel fra den første klitkampagne, udført under mindre blæsende marsvinter.

"Vi holder Curiosity beskæftiget i et område med masser af sand på en sæson, hvor der er masser af vind, der blæser det rundt, " sagde Curiosity Project Scientist Ashwin Vasavada fra NASAs Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californien. "Et aspekt, vi gerne vil lære mere om, er vindens effekt på sortering af sandkorn med forskellig sammensætning. Det hjælper os med at fortolke moderne klitter såvel som gamle sandsten."

Før Curiosity går længere op ad Mount Sharp, missionen vil vurdere bevægelse af sandpartikler ved de lineære klitter, undersøge krusningsformer på overfladen af ​​klitterne, og bestemme sammensætningsblandingen af ​​klitmaterialet.

Skiftende sand og 'Dust Devils'

Billeder taget med en dags mellemrum af det samme stykke jord, inklusive nogle nylige par fra det nedadvendte kamera, der optog roverens nedstigning på landingsdagen, vis små krusninger af sand, der bevæger sig omkring en tomme (2,5 centimeter) nedad vinden.

I mellemtiden hvirvelvinde kaldet "støvdjævle" er blevet registreret, der bevæger sig hen over terrænet i krateret, i sekvenser af eftermiddagsbilleder taget med flere sekunders mellemrum.

Efter at have gennemført de planlagte klitobservationer og målinger, Nysgerrigheden vil fortsætte mod syd og op ad bakke mod en højderyg, hvor mineralet hæmatit er blevet identificeret fra Mars Reconnaissance Orbiter-observationer. Curiosity videnskabsholdet har besluttet at kalde denne bemærkelsesværdige funktion for "Vera Rubin Ridge, "til minde om Vera Cooper Rubin (1928-2016), hvis astronomiske observationer gav bevis for eksistensen af ​​universets mørke stof.

Mens Curiosity fokuserer på klitterne, rover-ingeniører analyserer resultater af diagnostiske tests på borefødemekanismen, som driver boret ind og ud under processen med at indsamle prøvemateriale fra en sten. En mulig årsag til et intermitterende problem med mekanismen er, at en plade til at bremse bevægelsen kan være blokeret, måske på grund af et lille stykke affald, modstå frigørelse af bremsen. De diagnostiske tests er designet til at være nyttige til at planlægge den bedste måde at genoptage brugen af ​​boret.

Rover-teamet undersøger også, hvorfor objektivdækslet på Curiositys armmonterede Mars Hand Lens Imager (MAHLI) ikke åbnede helt som svar på kommandoer den 24. februar. Armen er hævet for at minimere risikoen for, at vindbåret sand når objektivet, mens låget er delvist åbent. Diagnostiske test af linsedækslet er planlagt i denne uge.

I løbet af det første år efter Curiositys landing i Gale Crater i 2012, missionen opfyldte sit hovedmål ved at konstatere, at regionen engang bød på miljøforhold, der var gunstige for mikrobielt liv. Forholdene i langlivede ældgamle Marssømiljøer med ferskvand omfattede alle de kemiske nøgleelementer, der er nødvendige for livet, som vi kender det, plus en kemisk energikilde, der bruges af mange mikrober på Jorden. Den udvidede mission undersøger, hvordan og hvornår de beboelige gamle forhold udviklede sig til forhold, der var tørrere og mindre gunstige for livet.