Hvordan er det at være på Venus eller Pluto? Vi studerede deres klitter og fandt nogle spor

Hvordan er det at være på overfladen af ​​Mars eller Venus? Eller endnu længere væk, såsom på Pluto, eller Saturns måne Titan?

Denne nysgerrighed har drevet fremskridt inden for rumudforskning, siden Sputnik 1 blev opsendt for 65 år siden. Men vi er kun begyndt at ridse overfladen af, hvad der er kendt om andre planetlegemer i solsystemet.

Vores nye undersøgelse, offentliggjort i dag i Nature Astronomy , viser, hvordan nogle usandsynlige kandidater – nemlig sandklitter – kan give indsigt i hvilket vejr og hvilke forhold du kan opleve, hvis du stod på en fjern planetkrop.

Hvad er der i et sandkorn?

Den engelske digter William Blake undrede sig berømt over, hvad det betyder "at se en verden i et sandkorn."

I vores forskning tog vi dette helt bogstaveligt. Ideen var at bruge blot tilstedeværelsen af ​​sandklitter til at forstå, hvilke forhold der eksisterer på en verdens overflade.

For at klitter overhovedet kan eksistere, er der et par "Goldilocks"-kriterier, der skal være opfyldt. Først er en forsyning af eroderbare, men holdbare korn. Der skal også være vind hurtig nok til at få disse korn til at hoppe hen over jorden – men ikke hurtigt nok til at bære dem højt op i atmosfæren.

Hidtil har den direkte måling af vind og sediment kun været mulig på Jorden og Mars. Imidlertid har vi observeret vindblæste sedimenttræk på flere andre legemer (og endda kometer) via satellit. Selve tilstedeværelsen af ​​sådanne klitter på disse kroppe indebærer, at Goldilocks-betingelserne er opfyldt.

Vores arbejde fokuserede på Venus, Jorden, Mars, Titan, Triton (Neptuns største måne) og Pluto. Uafklarede debatter om disse organer har stået på i årtier.

Hvordan kvadrerer vi de tilsyneladende vindblæste træk på Tritons og Plutos overflader med deres tynde, spinkle atmosfærer? Hvorfor ser vi så produktiv sand- og støvaktivitet på Mars, på trods af måling af vinde, der virker for svage til at opretholde den?

Og flytter Venus' tykke og kvælende varme atmosfære sand på samme måde som luft eller vand bevæger sig på Jorden?

For at fremme debatten

Vores undersøgelse giver forudsigelser for de vinde, der kræves for at flytte sediment på disse kroppe, og hvor let det sediment ville bryde fra hinanden i disse vinde.

Vi konstruerede disse forudsigelser ved at sammensætte resultater fra en lang række andre forskningsartikler og teste dem mod alle de eksperimentelle data, vi kunne få fat i.

Derefter anvendte vi teorierne på hver af de seks kroppe og trak på teleskop- og satellitmålinger af variabler, herunder tyngdekraft, atmosfærisk sammensætning, overfladetemperatur og sedimenternes styrke.

Undersøgelser før vores har set på enten vindhastighedstærsklen, der kræves for at flytte sand, eller styrken af ​​forskellige sedimentpartikler. Vores arbejde kombinerede disse sammen – vi så på, hvor let partikler kunne bryde fra hinanden i sandtransporterende vejr på disse kroppe.

For eksempel ved vi, at Titans ækvator har klitter - men vi er ikke sikre på, hvilket sediment der omkranser ækvator. Er det ren organisk dis, der regner ned fra atmosfæren, eller er det blandet med tættere is?

Som det viser sig, opdagede vi, at løse tilslag af organisk dis ville gå i opløsning ved kollision, hvis de blev blæst af vinden ved Titans ækvator.

Dette indebærer, at Titans klitter sandsynligvis ikke er lavet af rent organisk dis. For at bygge en klit skal sediment blæses rundt i vinden i lang tid (noget af Jordens klitsand er en million år gammelt).

Vi fandt også ud af, at vindhastighederne skulle være for høje på Pluto for at transportere enten methan eller nitrogenis (hvilket er, hvad Plutos klitsedimenter blev antaget at være). Dette sætter spørgsmålstegn ved, om "klitter" på Plutos slette, Sputnik Planitia, overhovedet er klitter.

De kan i stedet være sublimationsbølger. Disse er klitlignende landformer fremstillet af sublimering af materiale i stedet for sedimenterosion (såsom dem, der ses på Mars' nordpolære kappe).

Vores resultater for Mars tyder på, at der genereres mere støv fra vindblæst sandtransport på Mars end på Jorden. Dette tyder på, at vores modeller af Mars-atmosfæren muligvis ikke effektivt fanger Mars' stærke "katabatiske" vinde, som er kolde vindstød, der blæser ned ad bakke om natten.

Potentiale for udforskning af rummet

Denne undersøgelse kommer på et interessant stadie af rumudforskning.

For Mars har vi en relativ overflod af observationer; fem rumorganisationer udfører aktive missioner i kredsløb eller in situ. Undersøgelser som vores hjælper med at informere om målene for disse missioner og de veje, som rovere som Perseverance og Zhurong har taget.

I de ydre rækker af solsystemet er Triton ikke blevet observeret i detaljer siden NASA Voyager 2-flyvningen i 1989. Der er i øjeblikket et missionsforslag, som, hvis det blev valgt, ville få en sonde opsendt i 2031 for at studere Triton, før det tilintetgør sig selv ved at flyve ind i Neptuns atmosfære.

Missioner planlagt til Venus og Titan i det kommende årti vil revolutionere vores forståelse af disse to. NASA's Dragonfly-mission, der forventes at forlade Jorden i 2027 og ankomme til Titan i 2034, vil lande en ubemandet helikopter på månens klitter.

Pluto blev observeret under en forbiflyvning i 2015 af NASAs igangværende New Horizons-mission, men der er ingen planer om at vende tilbage. + Udforsk yderligere

Brug af klitter til at fortolke vinden på Mars

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.