Interprétation des modèles de dunes : aperçus de la Terre et de Mars

UN étude récente publié dans la revue Géologie essaie d’interpréter les modèles de dunes, qui sont des monticules de sable fréquemment formés par des processus éoliens (vent) et dont la taille varie de petites ondulations observées sur les plages à des structures massives observées dans le désert. Plus précisément, les chercheurs se sont concentrés sur les modèles de crêtes de dunes, qui sont le sommet des dunes. Différents modèles de crêtes de dunes peuvent apparaître comme des caractéristiques banales, mais leurs formations sont souvent le résultat d’une myriade d’influences, notamment le changement climatique, les processus de surface et les phénomènes atmosphériques.

Cependant, les questions relatives aux processus responsables des différents modèles de ligne de crête ont déconcerté les scientifiques. Mais les résultats de cette étude récente pourraient fournir aux chercheurs un aperçu des variations environnementales non seulement sur Terre, mais aussi sur d’autres mondes planétaires abritant des dunes dans notre propre système solaire. Celles-ci incluent actuellement trois des quatre planètes telluriques, Vénus, la Terre et Mars ; des corps plus petits comme la lune volcanique de Jupiter, Io ; Titan, la plus grande lune de Saturne ; et même la planète naine Pluton.

“Quand vous regardez d’autres planètes, tout ce que vous avez, ce sont des images prises à des centaines, voire des milliers de kilomètres de la surface”, said Dr. Mathieu Lapôtre, qui est professeur adjoint de sciences de la Terre et des planètes à la Stanford Doerr School of Sustainability et co-auteur de l’étude. « Vous pouvez voir des dunes, mais c’est tout. Vous n’avez pas accès à la surface. Ces découvertes offrent un nouvel outil vraiment passionnant pour déchiffrer l’histoire environnementale de ces autres planètes où nous n’avons aucune donnée.

Les interactions des dunes sont définies comme lorsque leurs lignes de crête sont proches les unes des autres, et ce sont ces interactions qui permettent aux dunes d’établir un équilibre, ou un équilibre, avec leur environnement environnant. Par conséquent, les chercheurs ont émis l’hypothèse qu’une grande quantité d’interactions avec les dunes pourrait être interprétée comme des changements récents ou proches concernant ces conditions confinées.

Pour l’étude, les chercheurs ont analysé les changements dans des conditions environnementales connues spécifiques, y compris la quantité de sable et la direction du vent, en utilisant des images orbitales de sites de champs de dunes au nombre de 30 et 16 sur Terre et Mars, respectivement. Exemples de sites de champs de dunes terrestres inclus Vallée du Riz, sables Blancsle Désert du Namibet le Désert de Tengger. Exemples de sites de champs de dunes martiennes inclus Bassin du Nil, Cratère Kaiser, Cratère de Rabeet Cratère Hargraves.

Pour la Terre, les chercheurs ont aplati un champ de dunes dans le désert chinois de Tengger pour établir une base de référence avant d’analyser les images satellite entre 2016 et 2022 de la façon dont ce terrain plat a évolué en grandes dunes alors qu’ils atteignaient lentement un état d’équilibre avec leur environnement environnant. Cela a été suivi par l’équipe examinant comment les conditions de vent dans le désert du Namib ont entraîné une interaction accrue des dunes alors que les dunes migraient dans une vallée dont le paysage passe de illimité à restreint puis illimité par la suite.

“Alors que le sable et les vents sont canalisés dans la vallée, les dunes ressentent un changement dans leurs conditions aux limites et leur modèle doit s’ajuster”, a déclaré Colin Marvin, doctorant au Département des sciences de la Terre et des planètes à Stanford, et auteur principal de l’étude. “Ils se déplacent dans la partie à l’extérieur de la vallée, et ils se réadaptent à nouveau à leurs conditions non confinées, et nous constatons une baisse du nombre d’interactions. Cette tendance est exactement ce à quoi nous nous attendions.

Pour Mars, les chercheurs ont utilisé l’imagerie orbitale pour découvrir des modèles de dunes similaires, en particulier près du pôle nord martien où les chercheurs ont observé des quantités mineures d’interactions avec les dunes. Cela était dû au fait que les dunes atteignaient un état d’équilibre avec leur environnement environnant, ce qui se traduisait par un espacement relatif les unes des autres et des caractéristiques similaires pour l’apparence et la taille. Cependant, les dunes observées à des latitudes légèrement inférieures présentaient de plus grandes quantités d’interactions en raison des vents changeants et du gel de surface local. Mais une fois que ces dunes migrent plus près du pôle nord, leurs modèles s’installent, ce qui entraîne une diminution des interactions.

“Nous avons une limite supérieure sur le temps qu’il faut à une dune donnée pour s’adapter aux changements des conditions environnementales, et c’est le temps qu’il faut pour qu’une dune migre d’une distance d’une longueur de dune”, a déclaré Marvin. “Nous pouvons l’utiliser pour diagnostiquer les changements récents des conditions environnementales sur les corps planétaires où nous n’avons aucune information autre que des images prises depuis l’orbite ou le radar par exemple.”

Le Dr Lapôtre a noté que mieux comprendre les modèles de dunes sur Mars pourrait non seulement aider à mieux comprendre le climat récent de Mars, mais également aider à localiser la glace d’eau souterraine qui pourrait être excavée par les futurs astronautes sur la planète rouge.

Comme indiqué précédemment, d’autres corps planétaires en plus de la Terre et de Mars possèdent des dunes qui pourraient être utilisées pour mieux comprendre les climats sur ces mondes, l’un de ces mondes étant la plus grande lune de Saturne, Titan. En plus de ses dunes, Titan est le seule lune qui possède une atmosphère épaisse, ce qui en fait une cible pour l’astrobiologie et la recherche de la vie au-delà de la Terre. Cette grande lune a été largement étudiée par Cassini de la NASA tout au long des années 2000 et 2010 avec La sonde Huygens de l’Agence spatiale européenne atterrir sur la surface de Titan en janvier 2005. Cela a fait de Huygens le premier vaisseau spatial à atterrir sur un corps planétaire dans le système solaire externe et le premier atterrissage sur une lune en dehors de la Lune de la Terre. Alors que Huygens n’a transmis des données et des images à la Terre que pendant environ 90 minutes, il a fourni aux scientifiques un premier aperçu de près de l’une des lunes les plus intrigantes du système solaire.

Cette étude la plus récente a aidé les scientifiques à jeter les bases pour nous aider à mieux comprendre les interactions des dunes sur d’autres mondes, mais La prochaine mission Dragonfly de la NASA to Titan espère confirmer ces découvertes lorsqu’il atterrira sur la surface de la lune dans les années 2030. Avec cette mission, Dragonfly deviendra seulement le deuxième giravion envoyé dans un autre monde, le premier étant L’hélicoptère Ingenuity de la NASA sur Mars et marquera le premier vol propulsé sur n’importe quelle lune. Au cours de sa mission scientifique pluriannuelle, Dragonfly effectuera de courts vols autour de Titan dans l’espoir de déterminer sa chimie prébiotique et son potentiel de vie extraterrestre, mais devrait également fournir aux scientifiques une enquête approfondie sur ses dunes, qui n’ont jusqu’à présent été observées qu’en orbite. .

Quelles nouvelles découvertes sur les interactions des dunes sur Terre et dans d’autres mondes les scientifiques feront-ils dans les années et les décennies à venir ? Seul le temps nous le dira, et c’est pourquoi nous faisons de la science !

Comme toujours, continuez à faire de la science et continuez à regarder vers le haut !