Gunung Sharp di Mars ukurannya dekat dengan Gunung Alaska. McKinley. Penelitian baru menunjukkan kemungkinan itu muncul ketika angin kencang membawa debu dan pasir ke dalam kawah tempat ia duduk.
Gundukan Mars setinggi kurang lebih 3,5 mil yang diduga oleh para ilmuwan yang menyimpan bukti-bukti sebuah danau besar mungkin sebenarnya telah terbentuk sebagai hasil dari atmosfer berdebu Planet Merah yang terkenal, menurut analisis fitur gundukan itu. Jika benar, penelitian ini dapat mencairkan harapan bahwa gundukan itu memiliki bukti genangan air yang besar, yang akan memiliki implikasi penting untuk memahami kelayakhunian Mars di masa lalu.
Para peneliti yang berbasis di Princeton University dan California Institute of Technology menyarankan bahwa gundukan itu, yang dikenal sebagai Gunung Sharp, kemungkinan besar muncul ketika angin kencang membawa debu dan pasir ke dalam kawah selebar 96 mil tempat gundukan itu berada. Mereka melaporkan dalam jurnal Geology bahwa udara kemungkinan naik dari Kawah Gale besar ketika permukaan Mars menghangat pada siang hari, kemudian menyapu kembali dinding-dindingnya yang curam di malam hari. Meskipun kuat di sepanjang dinding Kawah Gale, "angin lereng" ini akan mereda di pusat kawah tempat debu halus di udara mengendap dan terakumulasi untuk akhirnya membentuk Gunung Sharp, yang ukurannya dekat dengan Mt. McKinley.
Para peneliti yang berpusat di Universitas Princeton, Institut Teknologi California, dan Ashima Research mengemukakan bahwa Gunung Sharp yang tingginya sekitar 3,5 mil (di atas) kemungkinan besar muncul ketika angin kencang membawa debu dan pasir ke Gale Crater tempat gundukan itu berada. Jika benar, penelitian ini dapat mencairkan harapan bahwa gundukan itu adalah sisa dari sebuah danau besar, yang akan memiliki implikasi penting untuk memahami kelayakhunian Mars di masa lalu. Gambar oleh NASA / JPL-Caltech / MSSS
Dinamika ini berlawanan dengan teori yang berlaku bahwa Gunung Sharp terbentuk dari lapisan lumpur lakebed - dan bisa berarti bahwa gundukan itu mengandung lebih sedikit bukti tentang iklim Mars yang menyerupai Bumi daripada yang diperkirakan kebanyakan ilmuwan saat ini. Bukti bahwa Kawah Gale pernah mengandung danau sebagian menentukan lokasi pendaratan untuk penasaran NASA Mars Curiosity. Bajak mendarat di dekat Gunung Sharp pada bulan Agustus dengan tujuan mengungkap bukti lingkungan yang dapat dihuni, dan pada bulan Desember Curiosity menemukan jejak tanah liat, molekul air dan senyawa organik. Menentukan asal usul elemen-elemen ini dan bagaimana kaitannya dengan Gunung Sharp akan menjadi fokus Curiosity dalam beberapa bulan mendatang.
Tetapi gundukan itu sendiri kemungkinan tidak pernah berada di bawah air, meskipun genangan air bisa saja ada di parit di sekitar pangkalan Gunung Sharp, kata rekan penulis studi Kevin Lewis, seorang sarjana peneliti Princeton dalam geosains dan ilmuwan yang berpartisipasi di Curiosity misi penjelajah, Laboratorium Sains Mars. Pencarian untuk menentukan apakah Mars bisa pada suatu saat mendukung kehidupan mungkin lebih baik diarahkan ke tempat lain, katanya.
"Pekerjaan kami tidak menghalangi keberadaan danau di Kawah Gale, tetapi menyarankan bahwa sebagian besar material di Gunung Sharp sebagian besar ditimbun oleh angin," kata Lewis, yang bekerja dengan penulis pertama Edwin Kite, seorang ilmuwan postdoctoral sains planetary. di Caltech; Michael Lamb, asisten profesor geologi di Caltech; dan Claire Newman dan Mark Richardson dari perusahaan riset yang berbasis di California, Ashima Research.
Para peneliti melaporkan bahwa udara akan mengalir ke tepi kawah (panah merah) dan sisi-sisi Gunung Sharp (panah kuning) di pagi hari ketika permukaan Mars menghangat, dan terbalik di pendingin sore hari. Para peneliti menciptakan model komputer yang menunjukkan bahwa debu halus yang dibawa oleh angin ini dapat menumpuk dari waktu ke waktu untuk membangun gundukan seukuran Gunung Tajam bahkan jika tanahnya gundul sejak awal. Panah biru menunjukkan pola angin yang lebih bervariasi di lantai kawah, yang mencakup situs pendaratan Curiosity (ditandai oleh "x"). Gambar oleh NASA / JPL-Caltech / ESA / DLR / FU Berlin / MSSS
“Setiap hari dan malam Anda memiliki angin kencang yang mengalir naik turun lereng topografi yang curam. Ternyata gundukan seperti ini akan menjadi hal yang wajar terbentuk di kawah seperti Gale, ”kata Lewis. "Bertentangan dengan harapan kami, Gunung Sharp pada dasarnya bisa terbentuk sebagai tumpukan sedimen yang berdiri bebas yang tidak pernah memenuhi kawah."
Bahkan jika Gunung Sharp terlahir dari angin, itu dan gundukan-gundukan serupa kemungkinan meluap dengan sejarah geologis yang berharga - jika bukan biologis - yang dapat membantu mengungkap sejarah iklim Mars dan membimbing misi masa depan, kata Lewis.
"Gundukan sedimen ini masih bisa mencatat jutaan tahun sejarah iklim Mars," kata Lewis. "Ini adalah bagaimana kita belajar tentang sejarah Bumi, dengan menemukan catatan sedimen terlengkap yang kita bisa dan melalui lapisan demi lapisan. Dengan satu atau lain cara, kita akan mendapatkan buku sejarah yang luar biasa dari semua peristiwa yang terjadi ketika endapan itu disimpan. Saya pikir Gunung Sharp masih akan memberikan cerita yang luar biasa untuk dibaca. Itu mungkin bukan danau. ”
Dawn Sumner, seorang profesor geologi di University of California-Davis dan anggota tim Laboratorium Sains Mars, mengatakan bahwa kekhususan model peneliti membuatnya menjadi upaya yang berharga untuk menjelaskan asal-usul Gunung Sharp. Sementara pekerjaan itu sendiri belum cukup untuk memikirkan kembali distribusi air di Mars, itu memang mengusulkan dinamika angin yang unik untuk Kawah Gale kemudian memodelkannya secara cukup rinci agar hipotesis benar-benar diuji karena lebih banyak sampel dianalisis di Mars, kata Sumner. .
"Setahu saya, model mereka adalah novel baik dalam hal memohon angin katabatic untuk membentuk Gunung Sharp dan secara kuantitatif memodelkan bagaimana angin akan melakukan ini," kata Sumner, yang akrab dengan pekerjaan itu tetapi tidak memiliki peran di dalamnya.
“Kontribusi besar di sini adalah mereka memberikan ide-ide baru yang cukup spesifik sehingga kita dapat mulai mengujinya,” katanya. “Makalah ini memberikan model baru untuk Gunung Sharp yang membuat prediksi spesifik tentang karakteristik batuan di dalam gunung. Pengamatan oleh Curiosity di dasar Gunung Sharp dapat menguji model dengan mencari bukti endapan angin sedimen. ”
Para peneliti menggunakan pasangan gambar satelit Kawah Gale yang diambil sebagai persiapan untuk pendaratan bajak oleh kamera Eksperimen Pencitraan Resolusi Tinggi (HiRISE) di atas satelit Mars Reconnaissance Orbiter yang dikelola oleh Caltech untuk NASA. Alat perangkat lunak mengekstraksi detail topografi Gunung Sharp dan medan di sekitarnya. Para peneliti menemukan bahwa berbagai lapisan di gundukan itu tidak membentuk tumpukan lebih atau kurang rata seperti sedimen yang diendapkan dari danau. Sebaliknya, lapisan-lapisan itu menyebar keluar dari pusat gundukan dengan pola radial yang tidak biasa, kata Lewis.
Fitur Gunung Sharp lebih konsisten dengan pengendapan angin daripada danau kuno, lapor para peneliti. Gambar satelit menunjukkan bahwa berbagai lapisan sedimen yang membentuk Gunung Sharp kemungkinan tidak meluas ke dinding kawah dan juga menampilkan kemiringan yang konsisten, atau "celup," jauh dari pusat gundukan. Titik merah menunjukkan area kemiringan dengan tingkat kemiringan rata-rata yang ditunjukkan. Bintang kuning itu menandai lokasi pendaratan bajak NASA Curiosity Mars. Gambar dari Kevin Lewis
Kite mengembangkan model komputer untuk menguji bagaimana pola sirkulasi angin akan memengaruhi endapan dan erosi sedimen yang tertiup angin di dalam kawah seperti Gale. Para peneliti menemukan bahwa angin lereng yang terus-menerus keluar dan masuk kembali ke Kawah Gale dapat membatasi pengendapan sedimen di dekat tepi kawah, sambil membangun gundukan di tengah kawah, bahkan jika tanahnya gundul sejak awal, kata Lewis.
Hasil para peneliti memberikan bukti untuk pertanyaan terbaru tentang asal-usul berair Gunung Sharp, kata Lewis. Pengamatan satelit sebelumnya mendeteksi tanda tangan mineral terkait air di bagian bawah Gunung Sharp. Sementara ini menunjukkan bahwa bagian bawah mungkin serangkaian danau, bagian dari gundukan atas lebih ambigu, kata Lewis. Pertama-tama, lapisan atas gundukan lebih tinggi dari dinding kawah di beberapa tempat. Juga, Kawah Gale berada di tepi dataran rendah utara Mars. Jika itu telah diisi dengan air mendekati ketinggian Gunung Sharp maka seluruh belahan bumi utara akan banjir.
Analisis tanah yang dilakukan oleh Curiosity - misi utama penjelajah adalah dua tahun, tetapi dapat diperpanjang - akan membantu menentukan sifat Gunung Sharp dan iklim Mars secara umum, kata Lewis. Erosi angin bergantung pada faktor-faktor spesifik seperti ukuran butiran tanah individual, sehingga informasi yang diperoleh dari misi Curiosity akan membantu menentukan karakteristik Mars seperti kecepatan angin. Di Bumi, sedimen membutuhkan sejumlah air untuk disemen menjadi batuan. Akan menarik untuk mengetahui, kata Lewis, bagaimana lapisan batuan Gunung Sharp disatukan dan bagaimana air mungkin terlibat.
"Jika mekanisme yang kami jelaskan benar, itu akan memberi tahu kami banyak tentang Mars dan bagaimana cara kerjanya karena Gunung Sharp hanyalah salah satu dari kelas gundukan sedimen misterius yang diamati di Mars," kata Lewis.
Makalah, "Pertumbuhan dan bentuk gundukan di Gale Crater, Mars: Angin lereng meningkatkan erosi dan transportasi," diterbitkan dalam edisi Mei 2013 jurnal Geology. Pekerjaan ini didukung oleh hibah dari NASA, Caltech dan persekutuan Departemen Geosains Princeton 'Harry Hess.
Melalui Universitas Princeton