Sao Hỏa là một hành tinh đầy cát và máy ảnh HiRISE trên Tàu thám hiểm sao Hỏa (MRO) đã cho chúng ta hàng tấn hình ảnh tuyệt đẹp về cồn cát sao Hỏa. Nhưng cồn cát Mars Mars khác nhiều so với cồn cát ở đây trên Trái đất. Chuyển động của chúng bị chi phối bởi các yếu tố khác với cồn cát Trái đất.
Sự di chuyển của cồn cát trên sao Hỏa là mối quan tâm của các nhà khoa học. Những cơn gió di chuyển chúng đến đâu và nơi mà chúng tích tụ, là một trong những câu hỏi quan trọng. Nghiên cứu về tất cả các quá trình cồn cát đóng góp cho khoa học khí quyển và trầm tích.
Công việc này không thể được thực hiện nếu không có HiRISE.
Matthew Chojnacki, Tác giả chính, Đại học Arizona.
Một nhóm các nhà khoa học hành tinh tại Phòng thí nghiệm Khoa học Hành tinh của Đại học Arizona đã thực hiện một phân tích chi tiết về cồn cát trên Sao Hỏa. Matthew Chojnacki, nhà khoa học liên kết tại U of A, dẫn đầu nghiên cứu, được công bố trên tạp chí Geology. Bài báo được gọi là điều khiển điều kiện ranh giới trên vùng cát cao trên sao Hỏa.
Nghiên cứu cho thấy các đặc điểm quy mô lớn trên Sao Hỏa và sự khác biệt về nhiệt độ của địa hình, đóng một vai trò mạnh mẽ trong các cồn cát sao Hỏa. Điều tương tự không đúng ở đây trên Trái đất.
Nhóm nghiên cứu tập trung nỗ lực vào các khu vực trên sao Hỏa với những cồn cát lớn. Vì có những cồn cát lớn được tìm thấy ở các khu vực khác nhau trên sao Hỏa, đó là những nơi tốt để tìm kiếm sự thay đổi, Chojnacki nói.
Chúng tôi muốn biết: Sự chuyển động của đồng phục cát trên khắp hành tinh, hay nó được tăng cường ở một số khu vực so với các khu vực khác? Chojnacki nói. Chúng tôi đã đo tốc độ và khối lượng mà cồn cát đang di chuyển trên Sao Hỏa. Các nhà nghiên cứu đã lập bản đồ khối lượng cát, tỷ lệ di cư cồn cát và độ cao cho 54 cánh đồng cồn, bao gồm 495 cồn cát riêng lẻ.
Chúng tôi có một đội quân nhỏ gồm các sinh viên đại học
Matthew Chojnacki, Đại học Arizona
Nhóm nghiên cứu đã dựa vào HiRISE (Thí nghiệm khoa học hình ảnh độ phân giải cao) để nghiên cứu cồn cát. HiRISE đang ở trên Tàu thám hiểm sao Hỏa. Nó đã lập bản đồ khoảng 3% bề mặt sao Hỏa trong các hình ảnh có độ phân giải cao.
Công việc này không thể được thực hiện nếu không có HiRISE, Chojnacki, thành viên của nhóm HiRISE, nói. Dữ liệu không chỉ đến từ các hình ảnh, mà được lấy từ phòng thí nghiệm chụp ảnh của chúng tôi mà tôi đồng quản lý với Sarah Sutton. Chúng tôi có một đội quân nhỏ gồm các sinh viên đại học làm việc bán thời gian và xây dựng các mô hình địa hình kỹ thuật số này cung cấp địa hình quy mô tốt.
Họ đã tìm thấy gì?
Ở trên Trái đất, các yếu tố trong công việc khác với Sao Hỏa.
Matthew Chojnacki, Tác giả chính, Đại học Arizona
Trong nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu đã tìm thấy những đụn cát quan sát có chiều cao từ 2 mét đến 122 mét (6 đến 400 feet). Phong trào cồn cát đã đạt tốc độ khoảng 0,6 (2 ft) mỗi năm Trái đất. Đây là hợp đồng rõ ràng với cồn cát trên Trái đất. Một số cồn cát di chuyển nhanh nhất trên Trái đất là ở Bắc Phi và di chuyển với tốc độ khoảng 30,5 mét (100 ft.) Mỗi năm.
Các nhà khoa học hành tinh đã tranh luận về bản chất của cồn cát sao Hỏa, tự hỏi liệu họ có phải là di tích từ quá khứ cổ đại hay không, nếu họ vẫn đang được tích cực tạo ra và di chuyển xung quanh bề mặt. Bây giờ chúng ta biết. Sao Hỏa có thể là một hành tinh lười biếng về mặt chuyển động cồn cát, nhưng nó vẫn hoạt động.
Trên sao Hỏa, bầu khí quyển mỏng hơn nhiều so với ở đây trên Trái đất và đó là chìa khóa để hiểu những kết quả này. Về cơ bản, gió không đủ mạnh để di chuyển cồn cát giống như trên Trái đất. Phải có các yếu tố khác.
Trên khắp sao Hỏa, cuộc khảo sát đã tìm thấy những lớp cát và bụi hình gió hoạt động trong các hóa thạch cấu trúc - miệng núi lửa, hẻm núi, rạn nứt và vết nứt - cũng như tàn tích núi lửa, lưu vực cực và đồng bằng xung quanh miệng núi lửa.
Nhưng điều đáng ngạc nhiên là, những chuyển động lớn nhất của cát nằm gần ba địa hình khác nhau: Syrtis Major, Hellespontus Montes và North Polar Erg.
Syrtis Major là một điểm tối trên Sao Hỏa được gọi là tính năng albedo. Nó ở phía tây của lưu vực sông Isidis. Trời tối vì đá bazan trong vùng và thiếu lớp cát phủ. Các tác giả nói rằng sự di chuyển của cát ở đây chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của lưu vực Isidis gần đó, sâu từ 4 đến 5 km.
Hellespontus Montes là một dãy núi dài 711 km, chạy dọc theo hướng bắc-nam. Nó cũng là một tính năng albedo. Nó nằm ở Tam giác Noachus. Nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng sự biến động CO2 theo mùa đóng một vai trò trong sự hình thành cồn cát ở đây.
North Polar Erg là một vùng biển cát cao ở các vĩ độ phía bắc. Nó còn được gọi là Vastitas Borealis. Nó bao vây toàn bộ vùng cực. North Polar Erg là khu vực cồn cát hoạt động mạnh nhất trên sao Hỏa. Nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng CO2 theo mùa góp phần vào phong trào ở đây. Cát phần lớn bị khóa tại chỗ khi CO2 bị đóng băng, và sau đó sự tan chảy góp phần chuyển động của cát, phần lớn là do suất phản chiếu thấp.
Tại sao ba vùng rộng lớn này nhìn thấy phong trào cồn cát lớn nhất? Điều gì làm cho họ khác biệt? Chuyển đổi rõ rệt trong địa lý, cho một điều. Ngoài ra, nhiệt độ bề mặt. Trên trái đất, cả hai yếu tố này đều không định hình được sự di chuyển của cồn cát.
Đây không phải là những yếu tố bạn có thể tìm thấy trong địa chất trên mặt đất, theo Cho Chonnacki. Ở trên Trái đất, các yếu tố tại nơi làm việc khác với Sao Hỏa. Ví dụ, nước ngầm gần bề mặt hoặc thực vật mọc trong khu vực làm chậm sự di chuyển của cồn cát.
Nhóm nghiên cứu kết luận rằng sự chuyển tiếp lớn trong các thành tạo địa chất hình thành nên sự di cư của cồn cát sao Hỏa. Nó hỗ trợ bởi sự thay đổi nhiệt độ gần các tính năng của albedo như Syrtis Major.
Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng sự di chuyển của cát lớn hơn gần các lưu vực nhỏ chứa đầy bụi sáng. Một lưu vực sáng phản chiếu ánh sáng mặt trời và làm nóng không khí trên cao nhanh hơn nhiều so với các khu vực xung quanh, nơi mặt đất tối tăm, theo Cho Chonnacki, vì vậy không khí sẽ di chuyển lên lưu vực về phía vành chậu, lái gió và với nó, cát.
Nghiên cứu này cho thấy rõ rằng các biến động địa hình và vật lý nhiệt quy mô lớn đóng vai trò hàng đầu trong việc thúc đẩy các dòng cát trên sao Hỏa, như các tác giả nói trong bài báo của họ. Các tác giả cũng nói rằng kết quả của nghiên cứu này sẽ giúp lập kế hoạch cho các nhiệm vụ trong tương lai tới các khu vực mà Aren dễ dàng theo dõi và có thể có ý nghĩa cho việc nghiên cứu các địa điểm có thể ở được.
