Vedendo da che parte soffia il vento, un esperto di fluidodinamica dell'Università del Texas a Dallas ha aiutato a proporre una soluzione a un mistero della montagna marziana.

Dottor William Anderson, un assistente professore di ingegneria meccanica presso la Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science, coautore di un articolo pubblicato sulla rivista Revisione fisica E questo spiega il comune fenomeno marziano di una montagna posizionata sottovento rispetto al centro di un'antica zona di impatto di un meteorite.

Il coautore di Anderson, Dottor Mackenzie Day, ha lavorato al progetto come parte della sua ricerca di dottorato presso l'Università del Texas ad Austin, dove ha conseguito il dottorato di ricerca. in geologia nel maggio 2017. Day è uno studioso post-dottorato presso l'Università di Washington a Seattle.

Il cratere Gale si è formato dall'impatto di un meteorite all'inizio della storia di Marte, ed è stato successivamente riempito di sedimenti trasportati dall'acqua corrente. Questo riempimento ha preceduto il massiccio cambiamento climatico sul pianeta, che introdusse l'arido, condizioni polverose che sono state prevalenti negli ultimi 3,5 miliardi di anni. Questa cronologia indica che il vento deve aver avuto un ruolo nello scolpire la montagna.

"Su Marte, il vento è stato l'unico motore del cambiamento del paesaggio per oltre 3 miliardi di anni, "Ha detto Anderson. "Questo rende Marte un laboratorio planetario ideale per la morfodinamica eolica, il movimento di sedimenti e polvere guidato dal vento. Stiamo studiando come l'atmosfera vorticosa di Marte ha scolpito la sua superficie".

I vortici di vento che soffiavano attraverso il cratere formavano lentamente un fossato radiale nel sedimento, alla fine lasciando solo il Monte Sharp decentrato, un picco alto 3 miglia simile in altezza al bordo del cratere. La montagna era inclinata su un lato del cratere perché il vento scavava un lato più velocemente dell'altro, suggerisce la ricerca.

Day e Anderson hanno avanzato per la prima volta il concetto in una pubblicazione iniziale sull'argomento in Lettere di ricerca geofisica . Ora, hanno dimostrato tramite simulazione al computer che, dato più di un miliardo di anni, I venti marziani erano in grado di estrarre decine di migliaia di chilometri cubi di sedimenti dal cratere, in gran parte grazie alla turbolenza, il movimento vorticoso all'interno della corrente del vento.

"Il ruolo della turbolenza non può essere sopravvalutato, " ha detto Anderson. "Poiché il movimento dei sedimenti aumenta in modo non lineare con la resistenza imposta dai venti in alto, le raffiche turbolente amplificano letteralmente l'erosione e il trasporto dei sedimenti".

La posizione e i crateri marziani di media latitudine in generale sono diventati interessanti quando il rover Curiosity della NASA è atterrato nel cratere Gale nel 2012, dove ha raccolto dati da allora.

"Il rover sta scavando e catalogando i dati ospitati all'interno del Monte Sharp, " ha detto Anderson. "La domanda scientifica di base su quali siano le cause di questi tumuli esiste da tempo, ed è stato ipotizzato il meccanismo che abbiamo simulato. È stato attraverso simulazioni ad alta fedeltà e un'attenta valutazione dei vortici vorticosi che abbiamo potuto dimostrare l'efficacia di questo modello".

La teoria che Anderson e Day hanno testato tramite simulazioni al computer coinvolge vortici controrotanti - immagina nella tua mente diavoli di polvere orizzontali - che si muovono a spirale intorno al cratere per scavare i sedimenti che avevano riempito il cratere in un'era più calda, quando l'acqua scorreva su Marte.

"Queste spirali elicoidali sono guidate dai venti nel cratere, e, pensiamo, erano soprattutto nel sfornare l'arido paesaggio marziano e nel raccogliere gradualmente i sedimenti dall'interno dei crateri, lasciandosi dietro questi cumuli fuori centro, " ha detto Anderson.

Che le simulazioni abbiano dimostrato che l'erosione del vento potrebbe spiegare queste caratteristiche geografiche offre informazioni sul lontano passato di Marte, nonché contesto per i campioni raccolti da Curiosity.

"È un'ulteriore indicazione che i venti turbolenti nell'atmosfera potrebbero aver scavato sedimenti dai crateri, " ha detto Anderson. "I risultati forniscono anche indicazioni su quanto tempo diversi campioni di superficie sono stati esposti al sottile, atmosfera secca."

Questa comprensione della potenza a lungo termine del vento può essere applicata anche alla Terra, sebbene ci siano più variabili sul nostro pianeta natale di Marte, ha detto Anderson.

"vorticoso, raffiche di vento nell'atmosfera terrestre influenzano i problemi al nesso del degrado del paesaggio, sicurezza alimentare e fattori epidemiologici che incidono sulla salute umana, " ha detto Anderson. "Sulla Terra, però, i cambiamenti del paesaggio sono anche guidati dalla tettonica dell'acqua e delle placche, che ora sono assenti su Marte. Questi fattori di cambiamento del paesaggio generalmente sminuiscono l'influenza dell'aria sulla Terra".