Vinden har format Mars ansikte i årtusenden, men dess exakta roll i att stapla upp sanddyner, Att skära ut klippiga branter eller fylla nedslagskratrar har hittills undgått forskarna.

I den mest detaljerade analysen av hur sand rör sig på Mars, ett team av planetforskare ledda av Matthew Chojnacki vid University of Arizona Lunar and Planetary Lab satte sig för att avslöja de förhållanden som styr sandrörelser på Mars och hur de skiljer sig från dem på jorden.

Resultaten, publiceras i det aktuella numret av tidskriften Geologi , avslöja att processer som inte är involverade i att kontrollera sandrörelser på jorden spelar stora roller på Mars, särskilt storskaliga drag i landskapet och skillnader i landformens yttemperatur.

"Eftersom det finns stora sanddyner som finns i distinkta regioner på Mars, det är bra ställen att leta efter förändringar, sade Chojnacki, biträdande forskare vid UA och huvudförfattare till artikeln, "Gränsförhållanden kontrollerar områdena med högt sandflöde på Mars." "Om du inte har sand som rör sig, det betyder att ytan bara sitter där, att bli bombarderad av ultraviolett och gammastrålning som skulle förstöra komplexa molekyler och alla gamla Mars-biosignaturer."

Jämfört med jordens atmosfär, Mars atmosfär är så tunn att det genomsnittliga trycket på ytan bara är 0,6 procent av vår planets lufttryck vid havsnivån. Följaktligen, Sediment på Mars yta rör sig långsammare än sina jordiska motsvarigheter.

Marsdynerna som observerades i denna studie varierade från 6 till 400 fot höga och visade sig krypa fram med en ganska jämn medelhastighet på två fot per jordår. För jämförelse, några av de snabbare markbundna sanddynerna på jorden, som de i Nordafrika, migrera med 100 fot per år.

"På Mars, det finns helt enkelt inte tillräckligt med vindenergi för att flytta en betydande mängd material runt på ytan, ", sa Chojnacki. "Det kan ta två år på Mars att se samma rörelse som du vanligtvis ser under en årstid på jorden."

Planetgeologer hade diskuterat om sanddynerna på den röda planeten var reliker från ett avlägset förflutet, när atmosfären var mycket tjockare, eller om drivande sand fortfarande omformar planetens ansikte idag, och i så fall, till vilken grad.

"Vi ville veta:Är sandens rörelse enhetlig över planeten, eller är det förstärkt i vissa regioner jämfört med andra?", sa Chojnacki. "Vi mätte hastigheten och volymen med vilken sanddyner rör sig på Mars."

Teamet använde bilder tagna av HiRISE-kameran ombord på NASA:s Mars Reconnaissance Orbiter, som har undersökt jordens granne sedan 2006. HiRISE, som står för High Resolution Imaging Science Experiment, leds av UA:s Lunar and Planetary Laboratory och har fångat cirka tre procent av Mars yta i fantastisk detalj.

Forskarna kartlade sandvolymer, dynmigrationshastigheter och höjder för 54 dynfält, som omfattar 495 enskilda sanddyner.

"Detta arbete hade inte kunnat utföras utan HiRISE, sade Chojnacki, som är medlem i HiRISE-teamet. "Datan kom inte bara från bilderna, men härleddes genom vårt fotogrammetrilabb som jag samarbetar med Sarah Sutton. Vi har en liten armé av studenter som arbetar deltid och bygger dessa digitala terrängmodeller som ger finskalig topografi."

Över Mars, undersökningen visade sig vara aktiv, vindformade bäddar av sand och damm i strukturella fossae—kratrar, kanjoner, sprickor och sprickor – såväl som vulkaniska lämningar, polarbassänger och slätter som omger kratrar.

I studiens mest överraskande fynd, forskarna upptäckte att de största rörelserna av sand i termer av volym och hastighet är begränsade till tre distinkta regioner:Syrtis Major, en mörk fläck större än Arizona som ligger direkt väster om den stora Isidis-bassängen; Hellespontus Montes, en bergskedja omkring två tredjedelar av Kaskadernas längd; och North Polar Erg, ett hav av sand som sveper runt den norra polarisen. Alla tre områdena skiljer sig från andra delar av Mars av förhållanden som inte är kända för att påverka landdyner:skarpa övergångar i topografi och yttemperaturer.

"Det här är inte faktorer du skulle hitta i terrestrisk geologi, " sa Chojnacki. "På jorden, faktorerna i arbetet skiljer sig från Mars. Till exempel, grundvatten nära ytan eller växter som växer i området fördröjer dynsandens rörelse."

I mindre skala, bassänger fyllda med ljust damm visade sig ha högre sandrörelser, också.

"En ljus bassäng reflekterar solljuset och värmer upp luften ovan mycket snabbare än de omgivande områdena, där marken är mörk, " Chojnacki sa, "så luften kommer att röra sig uppför bassängen mot bassängkanten, driver vinden, och med det, sanden."

Att förstå hur sand och sediment rör sig på Mars kan hjälpa forskare att planera framtida uppdrag till regioner som inte lätt kan övervakas och som har konsekvenser för att studera forntida, potentiellt beboeliga miljöer.