Vintre på Mars former det røde planets landskab

Forskere baseret millioner af kilometer fra Mars har afsløret nye beviser for, hvordan nutidige træk dannes på den røde planet. Deres innovative laboratoriebaserede eksperimenter med sublimering af kuldioxid (CO2) - den proces, hvorved et stof ændres fra et fast stof til en gas uden en mellemliggende flydende fase - antyder, at den samme proces er ansvarlig for at ændre udseendet af klitter på Mars.

Forskningen blev ledet af et Trinity College Dublin -team bestående af ph.d. -kandidat på School of Natural Sciences, Lauren Mc Keown, og Dr Mary Bourke, sammen med professor Jim McElwaine fra Durham University. Deres arbejde, som beskriver fænomener ulig noget set på Jorden, er netop blevet offentliggjort i Videnskabelige rapporter .

Lauren Mc Keown sagde:"Vi har alle hørt de spændende nyhedsuddrag om beviserne for vand på Mars. Men det nuværende Mars-klima understøtter ikke ofte vand i dets flydende tilstand - så det er vigtigt, at vi forstår rollen af ​​andre flygtige stoffer, der sandsynligvis ændrer Mars i dag."

"Mars atmosfære består af over 95% CO2, alligevel ved vi lidt om, hvordan det interagerer med planetens overflade. Mars har årstider, ligesom Jorden, hvilket betyder, at om vinteren, meget af CO2 i atmosfæren ændrer tilstand fra en gas til et fast stof og aflejres på overfladen i den form. Processen vendes så om foråret, som isen sublimerer, og dette sæsonmæssige samspil kan være en virkelig vigtig geomorf proces."

Dr. Bourke tilføjede:"For adskillige år siden opdagede jeg unikke markeringer på overfladen af ​​Mars-sandklitter. Jeg kaldte dem Sandfurer, da de var aflange lavvandede, netværksfunktioner, der dannede sig og forsvandt sæsonmæssigt på klitterne fra Mars. Det usædvanlige ved dem var, at de så ud til at trende både op og ned ad klitskråningerne, hvilket udelukkede flydende vand som årsag."

"På det tidspunkt foreslog jeg, at de var blevet dannet ved kryo-ventilering - en proces, hvorved tryksat CO2-gas under sæsonens isaflejring eroderer komplekse mønstre på klitoverfladen, når isen sprækkes og frigiver gassen i tårnhøje støv- og gasgejsere. I var glad, da Lauren sluttede sig til Earth and Planetary Surface Process Group i Department of Geography for at arbejde på dette fænomen sammen med Jim og mig selv. Det, der krævedes, var en demonstration af, hvordan sand ville reagere på sublimering af CO2-is, og dette offentliggjorte arbejde er et vigtigt skridt i at levere det nødvendige bevis."

Forskerne designede og byggede et kammer med lav luftfugtighed og placerede CO2 -blokke på den granulerede overflade. Eksperimenterne afslørede, at sublimering af CO2 kan danne en række furemorfologier, der ligner dem, der er observeret på Mars.

Lineære kløfter er et andet eksempel på aktive Mars-træk, der ikke findes på Jorden. De er lange, nogle gange bøvlet, smalle udskæringer, der menes at dannes af CO2-isblokke, der falder fra klitbrinkene og 'glider' ned ad skråningen.

Lauren Mc Keown sagde:"Forskellen i temperatur mellem den sandede overflade og CO2-blokken vil generere et damplag under blokken, lader den svæve og manøvrere nedad, på samme måde som hvordan pucke glider på et ishockeybord, udskærer en kanal i kølvandet. Ved endestationen, blokken vil sublimere og erodere en pit. Det vil så forsvinde uden et spor andet end den nogenlunde cirkulære fordybning under den."

"Mens kløfter på Jorden almindeligvis dannes af flydende vand, de ender næsten altid i affaldsforklæder og ikke gruber. Tilstedeværelsen af ​​gruber giver derfor mere støtte til en hypotese, hvor CO2-blokke er ansvarlige for lineære kløfter."

Ved at skubbe tørisblokke på sandlejet i kammeret med lav luftfugtighed, gruppen viste, at stationære blokke kunne erodere negativ topografi i form af gruber og aflejre laterale diger. I nogle tilfælde, blokke sublimerede så hurtigt, at de gravede sig ned under undergrunden og blev opslugt af sandet på under 60 sekunder.

Professor McElwaine sagde:"Denne proces er virkelig ulig noget, der er set foregå naturligt på Jorden - sengen ser ud til at være fluidiseret, og sandet bliver sparket op i alle retninger. Da vi først observerede denne særlige effekt, det var et virkelig spændende øjeblik. "

Ved at generere 3D-modeller af den modificerede seng i hvert tilfælde, pit -dimensioner kunne bruges til at forudsige rækkevidden af ​​blokstørrelser, der ville erodere gruberne set på Mars, som varierer i diameter fra 1 m til op til 19 m. En grube på Russell Crater megadune på Mars blev observeret at vokse inden for et Mars-år i et omfang forudsagt af disse beregninger, efter observation af en blok inden for det foregående år.

Næste fase af arbejdet, støttet af Europlanet Horizon 2020-midler, vil se holdet gå til Open University Mars Chamber for at vurdere indflydelsen af ​​Mars atmosfæriske forhold på disse nye geomorfe processer og teste en numerisk model udviklet af professor McElwaine.