När jag tittade på NASA -bilder av Mars för några år sedan, Brown-universitetets geolog Peter Schultz märkte uppsättningar konstiga ljusa strimmor som härrör från några få stora kratrar på planetens yta. Ränderna är udda genom att de sträcker sig mycket längre från kratrarna än vanliga ejectamönster, och de är bara synliga i termiska infraröda bilder tagna under Mars -natten.

Med hjälp av geologisk observation, laboratorieeffektförsök och datormodellering, Schultz och Brown doktorand Stephanie Quintana har erbjudit en ny förklaring till hur dessa ränder bildades. De visar att tornado-liknande vindvirvlar-genererade av kraterbildande stötar och virvlande i 500 miles i timmen eller mer-skurade ytan och sprängde bort damm och små stenar för att avslöja de blockigare ytorna under.

"Det här skulle vara som en F8 -tornado som sveper över ytan, "Schultz sa." Det här är vindar på Mars som aldrig kommer att ses igen om inte annat påverkar. "

Forskningen publiceras online i tidskriften Ikarus .

Schultz säger att han först såg strimmorna under en av hans "rundturer på Mars". I hans stillestånd mellan projekt, han tar upp slumpmässiga bilder från NASA:s rymdfarkoster bara för att se om han kan upptäcka något intressant. I detta fall, han tittade på infraröda bilder tagna under Mars -natten av THEMIS -instrumentet, som flyger ombord på Mars Odyssey orbiter.

De infraröda bilderna fångar upp kontraster i värmeretention på ytan. Ljusare områden på natten indikerar ytor som behåller mer värme från föregående dag än omgivande ytor, precis som gräsbevuxna fält svalnar på natten medan byggnader i staden förblir varmare.

"Du kunde inte se dessa saker alls i synliga våglängdsbilder, men på natten är de väldigt ljusa, "Sa Schultz." Ljusstyrkan i det infraröda indikerar blockiga ytor, som behåller mer värme än ytor som täcks av pulver och skräp. Det berättar för oss att något kom och skurade de där ytorna bara. "

Och Schultz hade en aning om vad det kan vara för något. Han har studerat effekter och slagprocesser i flera år med hjälp av NASA:s Vertical Gun Range, en kraftfull kanon som kan skjuta projektiler med hastigheter upp till 15, 000 miles i timmen.

"Vi hade sett några saker i experiment som vi trodde skulle kunna orsaka dessa ränder, " han sa.

När en asteroid eller annan kropp träffar en planet i hög hastighet, ton material från både slagkroppen och målytan förångas omedelbart. Schultzs experiment visade att ångpipor reser utåt från en slagpunkt, strax ovanför stötytan, i otroliga hastigheter. Skalningslaboratorium påverkar storleken på dem på Mars, en ångplommes hastighet skulle vara supersonisk. Och det skulle interagera med Mars -atmosfären för att generera kraftfulla vindar.

Plymen och dess tillhörande vindar på egen hand orsakade inte de konstiga strimmorna, dock. Plommorna rör sig i allmänhet precis ovanför ytan, vilket förhindrar den typ av djup skurning som ses i de randiga områdena. Men Schultz och Quintana visade att när plommen träffar en upphöjd yta, det stör flödet och får kraftiga tornadvirvlar att bildas och falla till ytan. Och de virvlarna, säger forskarna, är ansvariga för att skura de smala strimmorna.

Schultz och Quintana visade att ränderna nästan alltid ses i samband med upphöjda ytdrag. Väldigt ofta, till exempel, de är associerade med de upphöjda åsarna hos mindre slagkratrar som redan var på plats när den större påverkan inträffade. När plummen sprang utåt från den större påverkan, den stötte på den lilla kraterkanten, lämnar ljusa dubbla ränder på medvinden.

"Där dessa virvlar möter ytan, de sveper bort de små partiklarna som sitter lösa på ytan, avslöjar det större blockiga materialet under, och det är det som ger oss dessa ränder, "Sa Schultz.

Schultz säger att ränderna kan visa sig vara användbara för att fastställa erosions- och dammavlagringar i områden där ränderna finns.

"Vi vet att dessa bildades samtidigt som dessa stora kratrar, och vi kan dejta kratrarnas ålder, "Sa Schultz." Så nu har vi en mall för att titta på erosion. "

Men med mer forskning, ränderna kan så småningom avslöja mycket mer än så. Från en preliminär undersökning av planeten, forskarna säger att strimmorna tycks bildas runt kratrar i en bollpark på 20 kilometer. Men de förekommer inte i alla sådana kratrar. Varför de bildas på vissa ställen och inte andra kan ge information om Mars -ytan vid tiden för påverkan.

Forskarnas experiment avslöjar att förekomsten av flyktiga föreningar - ett tjockt lager vattenis på ytan eller under ytan, till exempel - påverka mängden ånga som rusar ut från en påverkan. Så på det sättet, ränderna kan tjäna som indikatorer på om is kan ha varit närvarande vid en påverkan, som kan ge insikt i rekonstruktioner av tidigare klimat på Mars. Lika möjligt, ränderna kan relateras till slagkroppens sammansättning, såsom sällsynta kollisioner med högflyktiga föremål, som kometer.

"Nästa steg är att verkligen gräva i de förhållanden som orsakar ränderna, "Sa Schultz." De kan ha mycket att berätta för oss, så håll utkik. "