Геологи і планетологи зі Стенфордського університету з колегами з інших університетів запропонували спосіб опису та інтерпретації візерунків, які утворюються на дюнних полях Землі, Марса та інших небесних тіл. Модель дозволяє досліджувати геологічну історію планети і зміни атмосфери. Особливо це важливо для Марса і супутника Сатурна Титана, де готуються висадки космічних місій.
Дюни – довгі пагорби з піску. Вони рухаються. Вони бувають зовсім невеликі, але деякі досягають гігантських розмірів — більше кілометра у висоту і сотні кілометрів в довжину. Дюни формуються під впливом вітру. Їх форма залежить від рельєфу. Вони є скрізь у Сонячній системі, де є пісок і є атмосфера — на Землі, на Марсі, на Венері, на Титані, на Іо, навіть на Плутоні.
Незважаючи на різноманітність дюн, їх форма підпорядковується одним і тим же законам. Просто дивлячись на марсіанські дюни, ми можемо судити, наприклад, про вітри на цій планеті. Розуміючи динаміку формування дюн, ми можемо зазирнути в їх історію.
Протягом десятиліть вчені досліджували процеси формування дюн. Геологи і планетологи зі Стенфорда з колегами з інших університетів запропонували спосіб опису та інтерпретації візерунків, які утворюються на дюнних полях землі і Марса.
Вчені проаналізували супутникові знімки 46 дюнних полів на землі і Марсі і вивчили, як дюни взаємодіють один з одним, як вони обмінюються піском. Фізично взаємодія дюн проявляється там, де їх гребені стикаються. Під впливом вітру і певних умовах рельєфу дюни поступово формують структури, які знаходяться в рівновазі з середовищем.
У невеликій частині китайської пустелі Тенгер у Внутрішній Монголії китайські дослідники в 2008 році вирівняли дюнне поле площею 160 000 кв м. Інший експеримент був поставлений на кордоні пустелі Гобі — там майданчик була поменше — 7500 кв м. Автори нового дослідження проаналізували супутникові знімки дюнного поля з 2016 по 2022 рік, щоб простежити, як воно перетворювалося з плоского ложа в Великі дюни, що знаходяться в рівновазі з навколишнім середовищем.
Стан плоского ложа не є стійким. Через вітер і рельєфу пісок відразу починає рухатися, намагаючись прийти в рівновагу з середовищем. Формувалися численні дрібні дюни, які, стикаючись і взаємодіючи, росли. “Щільність взаємодії спочатку була високою, і з часом ми побачили, що вона знижується», — сказав Лапотр.
Подібна картина спостерігається і на Марсі, де велике дюнне поле розташоване в районі Північного полюса. Там мігруючі дюни зупинилися в стані рівноваги з нинішніми умовами. Вони досить далеко рознесені, мають схожу форму, мають однаковий розмір і практично не взаємодіють один з одним.
Лапотр додав, що розуміння змін клімату Марса на основі аналізу сучасних дюн може допомогти вченим краще визначити, наприклад, широти і глибину, де майбутні астронавти зможуть знайти водяний лід.
На супутнику Сатурна Титані дуже важлива інформація про розподіл і міграції дюн в районі екватора, поблизу того місця, де в середині 2030-х років повинна здійснити посадку місія Dragonfly.
Планети та супутники мають різні розміри, гравітацію, температуру та склад. Геологічні процеси на них протікають по-різному. У порівнянні з марсоходом, який приземляється на одну точку планети для збору інформації, супутникові дані про цілі дюнні поля можуть значно розширити розуміння вченими цих позаземних тіл. Але наше розуміння геологічної історії Землі, дослідження дюн теж може розширити.