Interpretación de patrones de dunas de arena: conocimientos de la Tierra y Marte

a Un estudio reciente Publicado en la revista geología Intentos de interpretar patrones. Dunas de arena, que son montículos arenosos formados frecuentemente por procesos de viento (viento) y varían en tamaño desde pequeñas ondas observadas en las playas hasta estructuras masivas observadas en el desierto. En concreto, los investigadores se centraron en los patrones de líneas de las dunas, que son las dunas más altas. Varios patrones de crestas de dunas pueden aparecer como características ordinarias, pero sus formaciones son a menudo el resultado de una miríada de influencias, incluido el cambio climático, los procesos superficiales y los fenómenos atmosféricos.

Sin embargo, las preguntas sobre los procesos responsables de los diferentes patrones de líneas de cresta han desconcertado a los científicos. Pero los hallazgos de este último estudio podrían proporcionar a los investigadores información sobre las disparidades ambientales no solo en la Tierra, sino también en los mundos de otros planetas que albergan dunas en nuestro sistema solar. Estos incluyen actualmente tres de los cuatro planetas terrestres, Venus, la Tierra y Marte. cuerpos más pequeños como Io, la luna volcánica de Júpiter; La luna más grande de Saturno, Titán. Incluso el planeta enano Plutón.

«Cuando miras otros planetas, todo lo que tienes son imágenes tomadas a cientos o miles de kilómetros de la superficie». dijo el Dr. Mathieu Lapotre, profesor asistente de ciencias terrestres y planetarias en la Escuela de Sostenibilidad Stanford Doerr, y coautor del estudio. «Puedes ver las dunas, pero eso es todo. No tienes acceso a la superficie. Estos resultados proporcionan una nueva herramienta realmente emocionante para descifrar la historia ambiental de estos otros planetas donde no tenemos los datos».

Las interacciones de las dunas de arena se definen como cuando las líneas de sus picos están cerca unas de otras, y estas interacciones crean equilibrio o equilibrio con el entorno circundante. Por lo tanto, los investigadores plantearon la hipótesis de que una cantidad significativa de las interacciones de las dunas podría explicarse como cambios recientes o recientes con respecto a esas condiciones de confinamiento.

Para el estudio, los investigadores analizaron los cambios en las condiciones ambientales específicas conocidas, incluida la cantidad de arena y la dirección del viento, utilizando imágenes orbitales de los sitios de dunas 30 y 16 en la Tierra y Marte, respectivamente. Se incluyen ejemplos de ubicaciones de campos de dunas terrestres. Valle del cedroY Arenas blancasel Desierto de Namiby el desierto de tanger. Se incluyen ejemplos de ubicaciones de campos de dunas marcianas. Nelly PáteraY Cráter KaiserY Cráter de primaveraY Cráter Hargreaves.

Ejemplos de campos de dunas activos dentro de Nili Patera en Marte. Dunas como esta fueron examinadas para este estudio con la esperanza de brindar a los científicos una mejor comprensión de cómo sus interacciones se ven afectadas por el clima del planeta. (De: NASA/JPL-Caltech/Universidad de Arizona)
Un ejemplo de la actividad de las dunas es el cráter Rabe en Marte, uno de los sitios de este estudio reciente que analiza las interacciones de las dunas. (Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/UARizona)
Un ejemplo de la actividad de las dunas es el cráter Kaiser en Marte, uno de los sitios de este estudio reciente que analiza las interacciones de las dunas. (Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/UARizona)

Para la Tierra, los investigadores aplanaron un campo de dunas de arena en el desierto de Tengger de China para establecer una línea de base antes de analizar imágenes satelitales entre 2016 y 2022 de cómo esta Tierra plana evolucionó en grandes dunas a medida que alcanzaban lentamente un estado de equilibrio con su entorno circundante. Luego, el equipo examinó cómo las condiciones del viento en el desierto de Namib aumentaron la interacción de las dunas a medida que las dunas migraban a través de un valle cuyo paisaje pasa de no restringido a restringido y luego a no restringido.

«A medida que la arena y el viento fluyen hacia el valle, las dunas sienten un cambio en sus condiciones de contorno y su patrón debe ajustarse», dijo Colin Marvin, estudiante de doctorado en el Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra de Stanford. El autor principal del estudio. «Se mudan a la parte exterior del valle, se reajustan a sus condiciones sin restricciones y vemos una disminución en el número de interacciones. Esta tendencia es exactamente lo que esperábamos ver».

Se observaron imágenes de lapso de tiempo del campo de dunas de arena de Nili Patera en Marte entre 2007 y 2010. Estas imágenes indican el movimiento ondulante de las dunas y son un ejemplo de lo que los científicos observaron en el desierto de Namib en la Tierra para este estudio. (crédito: NASA)

Para Marte, los investigadores utilizaron imágenes orbitales para descubrir patrones de dunas similares, específicamente cerca del polo norte de Marte, donde los investigadores observaron pequeñas cantidades de interacciones de dunas. Esto se debió a que las dunas alcanzaron un estado de equilibrio con el entorno que las rodeaba, lo que resultó en un espacio relativo entre sí y características similares tanto de apariencia como de tamaño. Sin embargo, las dunas observadas en latitudes ligeramente más bajas mostraron mayores interacciones debido a los vientos variables y las heladas superficiales locales. Pero una vez que estas dunas de arena migran cerca del Polo Norte, sus patrones se estabilizan y las interacciones disminuyen.

«Tenemos un límite superior en el tiempo que tarda una duna en adaptarse a los cambios en las condiciones ambientales, y ese es el tiempo que tarda una duna en migrar una distancia a lo largo de la duna», dijo Marvin. «Podemos usar esto para diagnosticar cambios recientes en las condiciones ambientales en cuerpos planetarios donde no tenemos más información que, por ejemplo, imágenes de órbita o radar».

El Dr. LaPutere señaló que obtener información sobre los patrones de las dunas de arena en Marte no solo podría ayudar a comprender mejor el clima marciano reciente, sino también ayudar a identificar la ubicación del hielo de agua subterráneo que los futuros astronautas podrían extraer en el Planeta Rojo.

Como se mencionó anteriormente, otros cuerpos planetarios además de la Tierra y Marte tienen dunas que se pueden usar para comprender mejor los climas de esos mundos, siendo uno de ellos la luna más grande de Saturno, Titán. Además de dunas, Titán es Solo la luna tiene una atmósfera densa., convirtiéndolo en un objetivo para la astrobiología y la búsqueda de vida extraterrestre. Esta gran luna ha sido investigada extensamente antes Cassini de la NASA A lo largo de los años 2000 y 2010 usando Sonda Huygens de la Agencia Espacial Europea Aterrizó en Titán en enero de 2005. Esto convirtió a Huygens en la primera nave espacial en aterrizar en un cuerpo planetario en el sistema solar exterior y la primera en aterrizar en una luna mucho más allá de la luna de la Tierra. Si bien Huygens solo transmitió datos e imágenes a la Tierra durante unos 90 minutos, proporcionó a los científicos una mirada de cerca por primera vez a una de las lunas más intrigantes del sistema solar.

Este último estudio ayudó a los científicos a sentar las bases para ayudarnos a comprender mejor las interacciones de las dunas de arena en otros mundos, pero La próxima misión Dragonfly de la NASA Titán espera confirmar estos hallazgos cuando aterrice en la luna en algún momento de la década de 2030. Con esta misión, Dragonfly se convertirá en el segundo helicóptero enviado a otro mundo: el primer objeto Creatividad de helicópteros de la NASA en Marte, y será el primer vuelo propulsado en cualquier luna. Durante su misión científica de varios años, Dragonfly realizará breves sobrevuelos alrededor de Titán con la esperanza de determinar su química prebiótica y la posibilidad de vida extraterrestre, pero también debería proporcionar a los científicos una investigación más detallada de sus dunas de arena, que hasta ahora han sido observadas. sólo desde la órbita. .

¿Qué nuevos descubrimientos sobre las interacciones de las dunas de arena en la Tierra y otros mundos harán los científicos en los próximos años y décadas? ¡Solo el tiempo lo dirá, por eso lo sabemos!

Como siempre, ¡sigue aprendiendo y sigue buscando!

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