Поле дюн Нили Патера - Nili Patera dune field

Деталь дюнного поля Нили Патера, лежащего на ложе застывшей лавы
Расположение Нили Патера

Нили Патера это дюна поле на Марс. Он расположен наверху слой лавы, на месте древнего вулкана, Нили Патера кальдера из Syrtis Major, недалеко от марсианского экватора,[1] и это одно из самых активных дюнных полей Марса. Его координаты на Марсе: 8,7 ° северной широты и 67,3 ° восточной долготы.[2] Его активно изучают HiRISE камера, на борту Марсианский разведывательный орбитальный аппарат, из расчета одно изображение каждые шесть недель. Изучение движения дюн дает информацию об изменении ветра как функции времени и способствует изучению характеристик поверхностной эрозии марсианского ландшафта. Эта информация затем может быть использована для разработки и планирования будущих экспедиций на Марс.[1][3] Дюны поля Патера относятся к бархан type и их исследование HiRISE было первым, кто установил движение дюн и волн на Марсе на расстоянии минимум 1 метр (3 фута 3 дюйма).[4] Поле дюн Патера также было первым, которое исследовали с помощью программного обеспечения COSI-Corr, которое изначально было разработано для анализа движения дюн, связанных с землей.[4] Результаты исследований, основанные на данных мониторинга месторождения Нили Патера, указывают на потоки песка порядка нескольких кубических метров на метр в год, аналогичные потокам, наблюдаемым в песчаных дюнах Виктория Вэлли в Антарктида.[5]

Расследование

Широкий угол обзора дюнного поля Нили Патера.
Песчаные дюны в кальдере Нили Патера

В течение 35 лет, начиная с Маринер 9 и заканчивая Марс Одиссея, движения песка на Марсе не обнаружено.[4] До этого момента ученые размышляли о статической или динамической природе марсианских дюн. Чтобы ответить на этот вопрос, дюны Нили Патера были исследованы HiRise в разное время, и результаты были проанализированы с помощью программного обеспечения, разработанного для анализа движения дюн путем изучения различий между фотографиями во времени. Было обнаружено, что дюны Патеры со временем меняют свою морфологию, и, следовательно, поле дюн Нили Патера имеет очень динамичные характеристики образования. Вдобавок было обнаружено, что существует разница скоростей между верхним и нижним слоями дюны, при этом рябь верхнего слоя движется с большей скоростью, чем рябь нижнего слоя. Это означает, что дюна движется как единое целое по марсианскому ландшафту.[1][6]

Покадровая съемка поля дюн Нили Патера за трехлетний период (2007–2010 гг.), что указывает на движение ряби на дюнах

Были определены скорости миграции волн по всей дюне, и из этого расчета была определена относительная доля песчинок с низкой энергией, в первую очередь ответственных за миграцию волн, называемых «рептонами», по сравнению с зернами с более высокой энергией, т.е. «сальтоны». Сальтоны в первую очередь отвечают за движение дюны как целого.[7] Такой механизм передвижения называется сальтация и было определено, что дюны в Нили Патера, при существующих ветровых условиях, активны и движутся как единое целое.[8] Из-за более тонкой атмосферы Марса ветры должны быть примерно в 10 раз быстрее, чем на Земле, чтобы вызвать движение песка. Эти сильные ветры случаются очень редко на Марсе, но из-за более тонкой атмосферы и меньшей гравитации планеты песчинки, когда они движутся, могут перемещаться быстрее и на большее расстояние, чем на Земле.[9]

Предполагается, что на Марсе, когда сильный ветер инициирует движение частиц песка, более слабый ветер может поддерживать движение дюны из-за более низкой гравитации планеты и более низкого сопротивления более тонкой атмосферы.[9] Более светлая поверхность под дюнами Дюнного поля Нили Патера - это древняя остывшая лава. Трещины на поверхности лавы заполнены темным песком, вероятно, вулканического происхождения. Тем не менее, неизвестно, происходит ли вулканический песок из местной кальдеры или из другого вулканического участка.[10]

Песок скорость потока, известный как поток дюн Нили Патера, примерно равен потоку дюн в Виктория Вэлли,[5][9] Антарктида.[2] Движение дюн Нили Патера можно использовать для прогнозирования скорости эрозии горных пород из-за пескоструйной обработки горных пород. На основании собранных данных прогнозируется, что скорость эрозии горных пород будет близка к уровням в Антарктиде.[6] В статье, опубликованной в журнале Природа, Ученые НАСА сообщают, что они зафиксировали движение дюн Нили Патера на высоте до 200 футов (61 м) как «связанные единицы по марсианскому ландшафту».[6][11] Эти открытия привели к лучшему пониманию роли ветра в явлениях эрозии марсианского ландшафта. Это, в свою очередь, может привести к лучшему планированию будущих экспедиций на Марс, как человеческих, так и роботизированных.[6][12]

Изображения HiRISE

  • Темные песчаные дюны на Нили Патера, вероятно, вулканического происхождения. Более светлая поверхность - это остывшая древняя лава. Трещины на дне лавы заполнены темным вулканическим песком.

  • Дюны в Нили-Патера с порывами ветра и лавиной на подветренной стороне центральной дюны

  • Бархан дюны в Нили Патера

  • Поле дюн Нили Патера анаглиф 3D

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Эми Тейтель (9 мая 2012 г.). «Динамичные песчаные дюны на Марсе». americaspace.com.
  2. ^ а б "Прогулка по дюнам в Нили Патера, Марс". НАСА.
  3. ^ «Активное дюнное поле на Марсе». НАСА. 2 мая 2014.
  4. ^ а б c Ральф Д. Лоренц; Джеймс Р. Зимбельман (22 апреля 2014 г.). Миры дюн: как ветерок песка формирует планетные ландшафты. Springer Science & Business Media. С. 147–148. ISBN  978-3-540-89725-5. Барханные дюны Нили Патера были первым местом, где с использованием повторных изображений HiRISE были представлены документальные свидетельства ряби и движения дюн на Марсе длиной не менее метра.
  5. ^ а б Пол Э. Гайсслер, Николас В. Станцос, Натан Т. Бриджес, Мэри К. Бурк, Симона Сильвестро и Лори К. Фентон (17 сентября 2012 г.). «Зыбучие пески на Марсе: выводы из тропических дюн внутри кратера» (PDF). Процессы земной поверхности и формы рельефа. 38 (4): 407–412. Bibcode:2013ESPL ... 38..407G. Дои:10.1002 / esp.3331.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  6. ^ а б c d «Космический корабль НАСА обнаруживает изменения в марсианских песчаных дюнах, приближающихся к дюнам в Нили-Патера, Марс». НАСА. 9 мая 2012 г.
  7. ^ Трактат по геофизике. Elsevier Science. 17 апреля 2015. с. 2. ISBN  978-0-444-53803-1.
  8. ^ С. Сильвестро, Л. К. Фентон, Д. А. Ваз, Н. Бриджес и Г. Г. Ори1. «ПОЛНАЯ МИГРАЦИЯ НА АКТИВНЫХ ДУНАХ НИЛИ ПАТЕРА (МАРС)» (PDF). 1 Международная исследовательская школа планетарных наук, Виале Пиндаро, Пескара, Италия, 2 Институт SETI, Исследовательский центр НАСА Эймс, Калифорния, США, 3 Центр геофизики, Коимбрский университет, Португалия, 4 Лаборатория прикладной физики, Лорел, Мэриленд, США, 5 Центр Ибн Баттута, Университет Кади Айяд, Марракеш, Марокко.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  9. ^ а б c Нола Тейлор Редд (9 мая 2012 г.). «Песчаные дюны на Марсе удивительно быстрые». Space.com.
  10. ^ «Песчаные дюны в кальдере Нили Патера». hirise.lpl.arizona.edu.
  11. ^ Ayoub, F .; Avouac, J.-P .; Newman, C.E .; Richardson, M.I .; Лукас, А .; Лепринс, С .; Мосты, Н. (30 сентября 2014 г.). «Порог подвижности песка на Марсе, откалиброванный по сезонным колебаниям потока песка». Природа. 5: 5096. Bibcode:2014 НатКо ... 5.5096A. Дои:10.1038 / ncomms6096. PMID  25268931.
  12. ^ Натан Бриджес (7 ноября 2012 г.). "Топография движущихся дюн в Нили Патера". НАСА.