كوكب المريخ هو كوكب رملي ، وقد أعطتنا كاميرا HiRISE على كوكب المريخ الاستكشافي (MRO) أطنانًا من الصور الجميلة للكثبان الرملية المريخية. لكن كثبان المريخ تختلف كثيرًا عن الكثبان الرملية هنا على الأرض. تحكم حركتهم عوامل مختلفة عن كثبان الأرض.
إن حركة الكثبان الرملية على المريخ تهم العلماء. إلى أي مدى تحركها الرياح ، وأين يتم إيداعها ، هي بعض الأسئلة المهمة. تساهم دراسة جميع عمليات الكثبان الرملية في علوم الغلاف الجوي والرسوبي.
"لم يكن من الممكن إنجاز هذا العمل بدون HiRISE."
ماثيو شوجناكي ، المؤلف الرئيسي ، جامعة أريزونا.
قام فريق من علماء الكواكب في مختبر علوم الكواكب بجامعة أريزونا بتحليل مفصل للكثبان الرملية على المريخ. وقاد الدراسة ماثيو تشوجناكي ، العالم المساعد في جامعة U of A ، التي نشرت في مجلة الجيولوجيا. تسمى الورقة "ضوابط حالة الحدود في مناطق المريخ ذات التدفق الرملي العالي".
ووجدت الدراسة أن الميزات واسعة النطاق على المريخ ، والاختلافات في درجات الحرارة من التضاريس الأرضية ، تلعب دورًا قويًا في الكثبان المريخية. الأمر نفسه ليس صحيحًا هنا على الأرض.
ركز الفريق جهودهم على مناطق المريخ ذات الكثبان الرملية الكبيرة. قال تشوجناكي "نظرًا لوجود كثبان رملية كبيرة في مناطق مميزة من المريخ ، فهذه أماكن جيدة للبحث عن التغييرات".
"أردنا أن نعرف: هل حركة الرمال موحدة عبر الكوكب ، أم أنها معززة في بعض المناطق على مناطق أخرى؟" قال شوجناكي. "قمنا بقياس المعدل والحجم الذي تتحرك به الكثبان الرملية على سطح المريخ". وضع الباحثون خرائط لحجم الرمال ومعدلات هجرة الكثبان وارتفاعها لـ 54 حقلاً من الكثبان الرملية ، تشمل 495 الكثبان الفردية.
"لدينا جيش صغير من الطلاب الجامعيين ..."
ماثيو شوجناكي ، جامعة أريزونا
اعتمد الفريق على HiRISE (تجربة علوم التصوير عالية الدقة) لدراسة الكثبان الرملية. HiRISE موجود في مدار استكشاف المريخ. تم رسم حوالي 3٪ من سطح المريخ في صور عالية الدقة.
قال شوجناكي ، وهو عضو في فريق HiRISE ، "لم يكن بالإمكان إنجاز هذا العمل بدون HiRISE". "لم تأت البيانات من الصور فقط ، ولكن تم اشتقاقها من خلال مختبر التصوير الفوتوغرافي الذي شاركت في إدارته مع سارة ساتون. لدينا جيش صغير من الطلاب الجامعيين الذين يعملون بدوام جزئي ويبنون نماذج التضاريس الرقمية التي توفر تضاريس دقيقة. "
ماذا وجدوا؟
"على الأرض ، تختلف عوامل العمل عن المريخ".
ماثيو شوجناكي ، المؤلف الرئيسي ، جامعة أريزونا
في هذه الدراسة ، وجد الفريق الكثبان المرصودة التي تتراوح من مترين إلى 122 مترا (6 إلى 400 قدم). تم تسجيل حركة الكثبان عند حوالي 0.6 (2 قدم) لكل سنة أرضية. هذا في عقد صارم للكثبان على الأرض. توجد بعض من الكثبان الأسرع حركةًا على الأرض في شمال إفريقيا وتتحرك بمعدل 30.5 مترًا (100 قدم) سنويًا.
ناقش علماء الكواكب طبيعة الكثبان المريخية ، متسائلين عما إذا كانت آثارًا من الماضي القديم ، أو ما إذا كانت لا تزال تُنشأ بنشاط وتتحرك حول السطح. الآن نحن نعرف. قد يكون المريخ كوكبًا كسولًا من حيث حركة الكثبان الرملية ، لكنه لا يزال نشطًا.
على كوكب المريخ ، يكون الغلاف الجوي أرق بكثير من هنا على الأرض ، وهذا هو المفتاح لفهم هذه النتائج. في الأساس ، الريح ليست قوية بما يكفي لتحريك الكثبان الرملية بنفس الطريقة التي تعمل بها على الأرض. يجب أن تكون هناك عوامل أخرى.
وعبر المريخ ، وجد المسح أسِرَّة رملية وغبارًا نشطة على شكل رياح في الحفريات الهيكلية - فوهات ، وأخاديد ، وصدوعًا ، وتشققات - بالإضافة إلى بقايا بركانية ، وأحواض قطبية ، وسهول حول الحفر.
ولكن من المدهش أيضًا أن أكبر حركات الرمال تقترب من ثلاثة أشكال أرضية متميزة: Syrtis Major و Hellespontus Montes و North Polar Erg.
Syrtis Major هي بقعة مظلمة على كوكب المريخ تسمى ميزة البياض. إنها تقع غرب حوض إيزيدس إمباكت. إنها مظلمة بسبب الصخور البازلتية في المنطقة ونقص الغطاء الرملي. يقول المؤلفون أن حركة الرمال هنا تتأثر بشدة بحوض إيزيدس القريب ، الذي يبلغ عمقه من 4 إلى 5 كم.
Hellespontus Montes هو سلسلة جبال بطول 711 كم ، يمتد من الشمال إلى الجنوب تقريبًا. كما أنها ميزة البياض. تقع في مثلث نوتشوس. وجد الفريق أن تقلبات ثاني أكسيد الكربون الموسمية لعبت دورًا في تكوين الكثبان الرملية هنا.
شمال القطب الشمالي هو بحر رملي مرتفع في خطوط العرض الشمالية. يُعرف أيضًا باسم فاستيتاس بورياليس. يحيط بالمنطقة القطبية بأكملها. تعد المنطقة الشمالية من القطب الشمالي أكثر مناطق الكثبان الرملية نشاطًا على سطح المريخ. وجد الفريق أن ثاني أكسيد الكربون الموسمي يساهم في الحركة هنا. يتم تثبيت الرمل إلى حد كبير في مكانه عندما يتم تجميد ثاني أكسيد الكربون ، ثم يساهم الذوبان في حركة الرمال ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى انخفاض البياض.
لماذا شهدت هذه المناطق الثلاث الكبرى أكبر حركة للكثبان؟ ما الذي يميزهم؟ تحولات صارخة في الجغرافيا ، لشيء واحد. أيضا ، درجات حرارة السطح. على الأرض ، لا يشكل أي من هذه العوامل حركة الكثبان الرملية.
قال شوجناكي: "هذه ليست عوامل قد تجدها في جيولوجيا الأرض". "على الأرض ، تختلف عوامل العمل عن المريخ. على سبيل المثال ، المياه الجوفية بالقرب من السطح أو النباتات التي تنمو في المنطقة تؤخر حركة رمال الكثبان الرملية. "
وخلص الفريق إلى أن التحولات الكبيرة في التكوينات الجيولوجية تشكل هجرة الكثبان الرملية المريخية. يساعدها تغيرات درجة الحرارة بالقرب من ميزات البياض مثل Syrtis Major.
وجد الفريق أيضًا أن حركة الرمال أكبر بالقرب من الأحواض الصغيرة المليئة بالغبار اللامع. قال شوناكي: "يعكس الحوض الساطع ضوء الشمس ويسخن الهواء فوق بسرعة أكبر بكثير من المناطق المحيطة ، حيث تكون الأرض مظلمة ، لذلك سوف يتحرك الهواء إلى أعلى الحوض باتجاه حافة الحوض ، ويقود الرياح ، و معها الرمال.
توضح هذه الدراسة أن "المتغيرات الطبوغرافية والفيزيائية الحرارية واسعة النطاق تلعب دورًا رائدًا في دفع تدفقات الرمال على كوكب المريخ" ، كما يقول المؤلفون في ورقتهم. يقول المؤلفون أيضًا إن نتائج هذه الدراسة ستساعد في التخطيط للبعثات المستقبلية إلى المناطق التي لا يمكن مراقبتها بسهولة وقد يكون لها آثار على دراسة المواقع القديمة التي يمكن أن تكون صالحة للسكن.
