The retreat of Mars' polar cap of frozen carbon dioxide during the spring...

　　几千年来，风塑造了火星的面貌，但直到现在，科学家们还不知道它在堆积沙丘、雕刻岩石悬崖或填充撞击坑中的确切作用。

　　亚利桑那大学月球和行星实验室的马修·乔纳基领导的一个行星科学家团队对沙子在火星上的运动进行了最详细的分析，他们着手揭示控制火星上沙子运动的条件以及沙子与地球上沙子运动的不同之处。

　　结果发表在本期杂志上地质学，揭示了不涉及控制地球沙运动的过程在火星上起着主要作用，特别是大尺度的地貌特征和地貌表面温度的差异。

　　“因为在火星的不同区域发现了巨大的沙丘，所以这些地方是寻找变化的好地方，”美国大学的助理科学家、论文《火星高沙通量区域的边界条件控制》的主要作者乔纳基说“如果没有沙子四处移动，这意味着地表只是停留在那里，受到紫外线和伽马射线的轰击，这将摧毁复杂的分子和任何古代火星生物特征。”

　　与地球大气相比，火星大气非常薄，其表面平均压力仅为地球海平面气压的0.6%。因此，火星表面的沉积物比地球上的沉积物移动得更慢。

　　在这项研究中观察到的火星沙丘高度从6英尺到400英尺不等，被发现以相当均匀的平均速度爬行，即地球每年两英尺。相比之下，地球上一些速度更快的陆地沙丘，例如北非的沙丘，每年迁移100英尺。

　　Changes in a sand dune near the north polar ice cap over the course of one...

　　乔纳奇说:“在火星上，根本没有足够的风能在表面移动大量的物质。”。“在火星上可能需要两年时间才能看到你在地球上一个季节通常会看到的相同运动。”

　　行星地质学家一直在争论沙丘这颗红色星球上有很久以前的遗迹，那时大气要厚得多，或者流沙今天是否仍在重塑这个星球的面貌，如果是的话，在何种程度上。

　　“我们想知道:沙子在地球上的运动是一致的，还是在某些地区比其他地区有所增强?”乔纳奇说。"我们测量了沙丘在火星上移动的速度和体积."

　　该小组使用了美国宇航局火星侦察轨道飞行器上的HiRISE相机拍摄的图像，该飞行器自2006年以来一直在勘测地球的近邻。HiRISE，代表高分辨率成像科学实验由美国联合航空公司的月球和行星实验室领导，以惊人的细节捕捉到了火星表面的大约百分之三。

　　研究人员绘制了54个沙丘区域的沙量、沙丘迁移率和高度，包括495个单独的沙丘。

　　“没有HiRISE，这项工作是不可能完成的，”HiRISE团队的成员乔纳基说。“数据不仅仅来自图像，而是通过我和莎拉·萨顿共同管理的摄影测量实验室获得的。我们有一小群兼职大学生，他们构建这些数字地形模型，提供精细的地形。”

　　In the study, the regions with the largest rates of dune movement were fou...

　　在火星的另一边，调查发现在结构凹穴——陨石坑、峡谷、裂缝和裂缝——以及火山口周围的火山残余物、极地盆地和平原中有活跃的风力沙层。

　　在这项研究最令人惊讶的发现中，研究人员发现，就体积和速度而言，沙子的最大运动被限制在三个不同的区域:锡尔蒂斯梅杰，一个比亚利桑那州更大的黑点，位于广阔的伊西迪斯盆地的正西部;海勒斯蓬塔斯蒙特斯山脉，大约是喀斯喀特山脉三分之二的长度;北极尔格，一片环绕北极冰盖的沙海。所有这三个区域都被未知的影响陆地沙丘的条件与火星的其他部分分开:地形和表面温度的剧烈转变。

　　“这些不是你在地球地质学中能找到的因素，”乔纳奇说。“在地球上，起作用的因素不同于火星。例如，地表附近的地下水或该地区生长的植物会延迟沙丘沙子运动。"

　　在较小的范围内，发现装满明亮灰尘的盆地也有较高的沙子移动速率。

　　“明亮的盆地反射阳光，比周围地区更快地加热上方的空气，”乔纳奇说，“所以空气会沿着盆地向盆地边缘移动，带动风，随之带动沙子。”

　　理解如何沙火星上的沉积物移动可能有助于科学家计划未来的任务到那些不容易被监测的地区，对研究古老的、潜在的可居住环境有影响。