Исследование предполагает, что селевые потоки на замерзших арктических дюнах похожи на просачивающиеся потоки в темных пятнах дюн на Марсе

Ученые из Юго-Западного исследовательского института (SwRI) показали, что замерзшая вода в виде снега или инея может таять, образуя селевые потоки на освещенных солнцем склонах песчаных дюн в арктической Аляске при температурах воздуха значительно ниже точки плавления воды. Эти потоки состоят из песка, смешанного с жидкой водой, и стекают по крутым склонам.

Наблюдения проводились на дюнах Грейт-Кобук в национальном парке Кобук-Валли, Аляска. Это место служит земным холодным «аналогом» дюн на Марсе. Сели формировались в дни, когда температура воздуха, непрерывно измеряемая командой, оставалась ниже точки плавления воды. Для локального таяния замерзшей воды и мобилизации песка по крутым склонам требуется всего несколько минут с температурой поверхности грунта выше нуля.

Ученые предполагают, что свежие участки темного песка, отложенного ветром на ярко-белом снегу, создавали локальные «горячие точки», где солнечная радиация поглощалась песком и проводилась в подстилающий снег. Это позволяло на короткое время образовываться талой воде и перемещать песок, несмотря на отрицательные температуры окружающего воздуха. Схожий механизм может быть ответственен за запуск селевых потоков на замерзших марсианских дюнах. По словам гидрогеолога доктора Синтии Динвидди, эти потоки на Аляске формировались при температурах грунта, которые могут соответствовать локальным и сезонным температурам на поверхности Марса.

По морфологии аляскинские селевые потоки похожи на небольшие сезонные просачивающиеся потоки в «темных пятнах дюн», связанные с таянием инея и формирующиеся в конце зимы на покрытых инеем марсианских дюнах. Такие особенности были подробно описаны рядом исследователей, в частности командой из Коллегиума Будапешта, Института перспективных исследований в Венгрии.

Именно эти просачивающиеся потоки породили известную оптическую иллюзию «деревьев на Марсе», связанную с изображениями камеры HiRISE на орбитальном аппарате Mars Reconnaissance Orbiter. Такие снимки были опубликованы онлайн «вверх ногами», в ориентации, обратной направлению гравитационных потоков на склонах дюн, что и создавало древовидный дендритный узор.

Темные пятна на дюнах распределены на Марсе неравномерно, но только те из них, что возникают у гребней дюн или на крутых склонах, приводят к образованию стекающих потоков. Тонкий слой рассола может формироваться и стекать по склону марсианских дюн после того, как сезонный слой углекислотного инея начинает локально сублимировать. Из-за предпочтительного поглощения энергии этими темными, свободными ото льда поверхностями, локальный нагрев и оттаивание в масштабах, слишком малых для орбитальных датчиков, могут приводить к образованию соленых селевых потоков в текущих климатических условиях Марса.

Исследование, финансируемое SwRI и NASA, было опубликовано сегодня онлайн в журнале Icarus под названием «Селевые потоки на дюнах Грейт-Кобук, Аляска: значение для аналогичных процессов на Марсе» за авторством докторов Дона Хупера и Синтии Динвидди.