En voyant dans quel sens souffle le vent, un expert en dynamique des fluides de l'Université du Texas à Dallas a aidé à proposer une solution à un mystère de la montagne martienne.

Dr William Anderson, professeur assistant en génie mécanique à la Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science, co-auteur d'un article publié dans la revue Examen physique E cela explique le phénomène martien commun d'une montagne positionnée sous le vent du centre d'une ancienne zone d'impact de météorite.

co-auteur d'Anderson, Dr Mackenzie Day, a travaillé sur le projet dans le cadre de sa recherche doctorale à l'Université du Texas à Austin, où elle a obtenu son doctorat. en géologie en mai 2017. Day est chercheur postdoctoral à l'Université de Washington à Seattle.

Gale Crater a été formé par l'impact d'une météorite au début de l'histoire de Mars, et il a ensuite été rempli de sédiments transportés par l'eau courante. Ce remplissage a précédé un changement climatique massif sur la planète, qui a introduit l'aridité, conditions poussiéreuses qui prévalent depuis 3,5 milliards d'années. Cette chronologie indique que le vent a dû jouer un rôle dans la sculpture de la montagne.

"Sur Mars, le vent est le seul moteur du changement du paysage depuis plus de 3 milliards d'années, " a déclaré Anderson. " Cela fait de Mars un laboratoire planétaire idéal pour la morphodynamique éolienne - le mouvement des sédiments et de la poussière entraîné par le vent. Nous étudions comment l'atmosphère tourbillonnante de Mars a sculpté sa surface."

Les tourbillons de vent soufflant à travers le cratère ont lentement formé un fossé radial dans les sédiments, ne laissant finalement que le mont Sharp décentré, un pic de 3 milles de hauteur similaire en hauteur au bord du cratère. La montagne était inclinée d'un côté du cratère parce que le vent a creusé un côté plus vite que l'autre, suggère la recherche.

Day et Anderson ont d'abord avancé le concept dans une première publication sur le sujet en Lettres de recherche géophysique . Maintenant, ils ont montré par simulation informatique que, depuis plus d'un milliard d'années, Les vents martiens étaient capables de déterrer des dizaines de milliers de kilomètres cubes de sédiments du cratère, en grande partie grâce à la turbulence, le mouvement tourbillonnant dans le courant de vent.

"Le rôle de la turbulence ne peut pas être surestimé, " a déclaré Anderson. " Étant donné que le mouvement des sédiments augmente de manière non linéaire avec la traînée imposée par les vents en altitude, les rafales turbulentes amplifient littéralement l'érosion et le transport des sédiments."

L'emplacement - et les cratères martiens des latitudes moyennes en général - sont devenus intéressants lorsque le rover Curiosity de la NASA a atterri dans le cratère Gale en 2012, où il a recueilli des données depuis lors.

"Le rover creuse et catalogue les données hébergées dans le mont Sharp, " a déclaré Anderson. " La question scientifique fondamentale des causes de ces monticules existe depuis longtemps, et le mécanisme que nous avons simulé a fait l'objet d'une hypothèse. C'est grâce à des simulations haute fidélité et à une évaluation minutieuse des tourbillons que nous avons pu démontrer l'efficacité de ce modèle. »

La théorie qu'Anderson et Day ont testée via des simulations informatiques implique des vortex contrarotatifs - imaginez dans votre esprit des diables de poussière horizontaux - qui tournent en spirale autour du cratère pour déterrer les sédiments qui avaient rempli le cratère à une époque plus chaude, quand l'eau coulait sur Mars.

"Ces spirales hélicoïdales sont entraînées par les vents dans le cratère, et, nous pensons, étaient avant tout dans le barattage du paysage martien sec et dans l'excavation progressive des sédiments de l'intérieur des cratères, laissant derrière eux ces monticules excentrés, ", a déclaré Anderson.

Que des simulations aient démontré que l'érosion éolienne pouvait expliquer ces caractéristiques géographiques offre un aperçu du passé lointain de Mars, ainsi que le contexte des échantillons collectés par Curiosity.

"C'est une indication supplémentaire que les vents turbulents dans l'atmosphère pourraient avoir excavé les sédiments des cratères, " a déclaré Anderson. " Les résultats fournissent également des indications sur la durée pendant laquelle différents échantillons de surface ont été exposés à la couche mince de Mars, atmosphère sèche."

Cette compréhension de la puissance à long terme du vent peut également être appliquée à la Terre, bien qu'il y ait plus de variables sur notre planète natale que Mars, a dit Anderson.

" Tourbillonnant, les rafales de vent dans l'atmosphère terrestre affectent les problèmes liés à la dégradation du paysage, la sécurité alimentaire et les facteurs épidémiologiques affectant la santé humaine, " dit Anderson. " Sur Terre, cependant, les changements du paysage sont également entraînés par la tectonique de l'eau et des plaques, qui sont maintenant absents sur Mars. Ces facteurs de changement du paysage éclipsent généralement l'influence de l'air sur Terre. »