Марсианские барханы проползают метр веками

Торопиться им, в общем-то, и незачем. Позади вечность, она же и впереди. Казалось бы, ни к чему спешить и астрономам с планетологами: ну чего может быть интересного в кучах песка, пусть и внеземного? Несмотря на это дюны Марса оказались просто нашпигованы разными сюрпризами и загадками, надолго взбудоражившими науку.

В уже не близком 1971 году аппарат Mariner 9 передал неожиданную информацию, касающуюся марсианской геологии.

 

 

Учёные увидели на снимках то, чего никто просто не мог ожидать от Красной планеты: дюны.

Ведь дюна — это не просто гора песка. Для того чтобы она появилась, требуется довольно сильный ветер, оказывающий значительное давление на песчаную поверхность. Только тогда и сможет возникнуть холм из песка.

Дюны на Марсе очень отличаются друг от друга. Вот некоторые разновидности (фото NASA/JPL/MSSS).

Но на Марсе ветры не особо сильные: атмосфера планеты настолько разреженная, что действие движущегося воздуха на песок просто не могло бы сформировать дюны. Однако ж они там есть.

Такова в общих чертах структура бархана. 1 — ветер, 2 — подветренная сторона, 3 — область сдвига песчаной поверхности, 4 — "рога" бархана (иллюстрация E.J.R. Parteli, H.J. Herrmann).

Интересно, что дюны Марса уж очень похожи на земные. На первый взгляд, они должны были сформироваться под действием схожих факторов. Но условия-то совершенно разные!

У нас атмосфера плотнее примерно в сто раз. К тому же, перемещение наших дюн зависит от влаги в почве и в атмосфере. Не так давно обнаружилось, что марсианские дюны содержат воду. Правда, она там явно содержится в замороженном виде, что вряд ли может добавить им мобильности.

Слева — снимки барханов в разных стадиях развития в марсианском кратере Архангельский, справа — компьютерная модель бархана на разных этапах динамики (иллюстрация NASA/JPL/MSSS/E.J.R. Parteli, H.J. Herrmann).

Но главная проблема — в ветре и слабой гравитации. Эрик Партели (Eric J. R. Parteli), геолог из бразильского федерального университета штата Сеара (Universidade Federal do Ceará), и его коллега, Ханс Херрманн (Hans J. Herrmann) из университета Штутгарта (Universität Stuttgart) подсчитали, что при марсианской разреженности атмосферы и силе тяжести (всего треть земной) ветру понадобилось бы дуть со скоростью 35 метров в секунду, чтобы заметно действовать на маленькую — всего лишь в метр высотой — дюну.

Эти барханы Херрманн называет "тараканы" (фото с сайта icp.uni-stuttgart.de).

В принципе, не так уж это и много. На другой нашей соседке — Венере — ветер гоняет в несколько раз быстрее. Да только на Марсе он поднимается всего несколько раз в десятилетие… Изредка случаются и бури — не без того.

	Компьютерная модель одного из барханов-тараканов (иллюстрация с сайта icp.uni-stuttgart.de).

Но всё это происходит крайне редко. "Если бы ветры на Марсе дули так же часто, как и на Земле, то тамошние дюны двигались бы в 10 раз быстрее, чем у нас", — смело утверждает Партели.

И ещё одна (но далеко не последняя) трудность. Под действием ветров дюны не только формируются, но и перемещаются. Но никаких движений марсианских дюн за всё время наблюдений с Земли и с марсианской орбиты замечено не было!

На Марсе целый набор дюн всяких размеров и форм. В целом, они очень похожи на земные.

Барханы в Марокко (на Земле то есть) — чтобы было с чем сравнить (фото с сайта hmi.de).

Наиболее интересные результаты принесло исследование дюн в форме полумесяцев — так называемых барханов, которые есть и на Земле. Но на нашей планете это не основная их разновидность, доминируют длинные линейные дюны. Впрочем, на Марсе есть и кое-какие совершенно аномальные песчаные образования.

Так… Вернёмся к нашим барханам.

Дюны на участке шириной в 170 километров в кратере Proctor (фото NASA/JPL/MSSS).

Такие песчаные горы-полумесяцы могли сформироваться лишь в результате давления на них ветров, дующих с различных сторон. И вот очередная загвоздка. "На Красной планете бывают ветры, меняющие направление в течение нескольких часов, — сказал Партели. — Но они недостаточно сильны, чтобы двигать песок".

В ходе ряда компьютерных экспериментов учёные выяснили, что для возникновения "среднестатистической" дюны требуются десятки тысяч лет. А для её перемещения всего на метр необходимо, чтобы она подвергалась действию ветров на протяжении примерно четырёх тысяч лет.

Дюны из тёмного песка, находящиеся к северу от остывшего вулкана Syrtis Major (фото NASA/JPL/MSSS).

А недавняя работа (опубликована в Physical Review E) позволила узнать, откуда берутся "двурогие" — барханы. Проанализировав снимки аппарата Mars Global Surveyor и сопоставив их с компьютерными моделями, Партели и Херрманн выяснили, что такие дюны возникают в результате действия на них ветров, дующих в практически взаимно перпендикулярных направлениях.

Ранее у исследователей уже имелась догадка, что марсианские барханы появляются именно таким путём. Однако не было ясности, насчёт того, с какой частотой меняется ветер. По предварительным данным, период составлял несколько десятков тысячелетий.

Борцы за марсианскую научную истину. Вообще-то, Ханс Херрманн (он слева) уже лет тридцать интересуется дюнами, в основном, земными. А когда он увлёкся компьютерным моделированием, то сразу понял, что можно моделировать не только "местные" песчаные кучи, но и инопланетные, например, марсианские. А Эрик Партели в этом "бинесе" совсем недавно, но уже сделал заметные академические успехи (фото с сайта ica1.uni-stuttgart.de).

И только последние модели сообщили несколько более точные данные: порядка 50 тысяч лет. Это значение примерно соответствует длительности прецессии (движения оси планеты по конусу) Красной планеты. Однако подробнее о связи этих явлений пока ничего не говорится.

Итак, учёные, похоже, хорошо разобрались с ползущим марсианским песком и поняли, что дюны из него не такие уж неподвижные. А вот с ползущими земными камнями — ещё как-то не очень…

Статья получена: Membrana.ru