Je leest:

Marsduinen wandelen toch

Marsduinen wandelen toch

Auteur: | 16 mei 2007

Buurplaneet Mars heeft nauwelijks een atmosfeer of wind, maar toch is het oppervlak bezaaid met duinen. Op aarde ontstaan die als de wind zandkorrels opeenhoopt en kunnen duinen door continue windwerking zelfs bewegen. Volgens Duits-Zwitserse computersimulaties kan ook de zwakke Marswind duinen vormen. Marsduinen zijn dus geen hard bewijs dat Mars ooit een dikkere atmosfeer had.

Aan het Marsoppervlak is de lucht ijler dan op de top van Mount Everest. Zonder zuurstofmasker zou een mens snel stikken en veel wind is er niet op Mars. Toch zijn er wel sporen van. Satellietcamera’s hebben sinds 1971 tientallen duinen gevonden op onze buurplaneet. Duinen op aarde ontstaan als de wind zand opeenhoopt en wegvoert, tot de karakteristieke vorm van een zandduin overblijft. Zijn de Marsduinen overblijfsels van een periode toen de rode planeet meer atmosfeer en wind had? Onderzoekers Eric Parteli en Hans Herrmann laten in vakblad Physical Review Letters zien dat zelfs de zwakke Marswind duinen produceert. In computersimulaties van de wind en zandkorrels ontstonden net zulke duinen als op Mars – in duizenden jaren tijd.

Barchan-duinen op Mars (boven) en in de computersimulaties van Parteli en Herrmann (onder). Dit soort duinen ontstaat op aarde – en volgens de simulaties ook op Mars – door wind die uit één overheersende richting waait. bron: Eric Parteli. Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

Wandelende duinen

Mars kent verschillende duinsoorten. Parteli en Herrmann bootsten twee types na: barchans en exotische duinen. De eerste soort ontstaat op aarde als de wind hoofdzakelijk uit één bepaalde richting waait. Een barchan heeft een halve maanvorm, met een flauwe helling in de wind en een steile helling in zijn eigen windschaduw. Als de windrichting wisselt tussen twee voorkeursrichtingen, ontstaan exotische duinen met uiteenlopende vormen. De hoek tussen de windrichtingen en windkracht bepalen samen wat voor vormen er ontstaan.

Op Mars waait het nauwelijks: volgens Parteli krijgen NASA’s twee onderzoeksrobots Spirit en Opportunity elke vijf jaar een windstoot van zo’n 40 seconden te verduren. Hoe kan zo’n stille atmosfeer duinen produceren? ‘Het geheim zit hem in saltation (springgedrag) van zandkorrels’, denkt Parteli. Als een zachte windstoot een korrel optilt, komt die iets verder op het duin neer. De inslag werpt weer andere zandkorrels omhoog in de greep van de wind, enzovoorts. Zo kan een kleine verstoring toch tientallen tot honderden zandkorrels verplaatsen.

Exotische duinen ontstaan als de wind regelmatig wisselt tussen twee overheersende richtingen. Er kunnen dan allerlei verschillende duinsoorten ontstaan. Deze duinen op Mars (boven) zijn prima na te bootsen met een computermodel van duinvorming (onder). De opnames zijn gemaakt met NASA’s satelliet Mars Global Surveyor. bron: Eric Parteli. Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

Het springeffect van zandkorrels verklaart hoe aardse duinen ontstaan, maar toen de twee onderzoekers dat gedrag loslieten op hun computermodel van Mars, gebeurde er niets. Op Mars, haalden de twee uit 30 jaar oud onderzoek, bewegen zandkorrels anders door de lagere zwaartekracht en luchtwrijving. Een opgeworpen zandkorrel komt daardoor wel tien keer harder neer. Toen ze die wijziging in hun simulatie stopten, ontstonden meteen zandduinen.

Duinvorming op Mars verloopt veel langzamer dan op aarde. Dat verklaart waarom de Marsbarchans niet lijken te bewegen; op aarde verplaatst de wind het zand continu van de windkant naar de luwte aan de achterkant van het duin. Daardoor verschuift de zandmassa in de windrichting. Op Mars bewegen de barchans ook, maar volgens Parteli en Herrmann met maar een snelheid van 1 meter per 4000 jaar. De duinen zelf zijn in 10.000 tot 50.000 jaar tot de huidige omvang gegroeid.

De simulaties van Parteli en Herrmann laten zien dat ook de dunne atmosfeer van Mars zandduinen kan maken. Volgens Parteli blijkt uit de computermodellen dat Mars al 10.000 tot 50.000 jaar lang dezelfde weerpatronen heeft.

Zie verder

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 16 mei 2007

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.