Curiosity Finds Unique Ripples in Mars's Dunes

The rippled Bagnold Dunes as viewed by
Mars rover Curiosity (NASA/JPL-Caltech)

The planet Mars is a place which is shaped by aeolian processes, that is wind-shaped action, both Earth and Mars possess wind-blown sand dunes with very similar characteristics, however it seems Martian dunes have a little something extra. At first glance the Martian dunes very much remains you of the dunes we have on our planet. But a new study carried out by NASA's Mars rover Curiosity in an active dune field on Mars has revealed that in both worlds, earth and Mars, the processes which shapes dunes happens to be similar, but there is an extra ripple that can only form in Mars' atmosphere.

On both planets Mars and Earth, dunes can be as large as a football field consisting in two parts, one a gently-sloping upwind face and two a steep downwind face that is shaped by continuous sand avalanches as the prevailing wind keeps pushing material over the apex of the dune.

Both worlds have big dunes systems and smalls ripple ones, but on Mars there is another type as graduate student Mathieu Lapotre, of Caltech in Pasadena, California, in a NASA statement said. “Earth and Mars both have big sand dunes and small sand ripples, but on Mars, there's something in between that we don't have on Earth."

Barchan dune, Wikipedia

The classical type arc-shaped barchan dunes can often form on both planets, in fact there are very good examples of them captured by Mars satellites from orbit. Here on Earth, the surfaces of such dunes are often rippled with peaks and troughs spaced around 30 centimetres apart. These rows of ripples are created by wind-carried grains of sand colliding with stationary grains, eventually creating a corrugated texture on dunes covering sandy deserts and beaches.

Six months ago Curiosity approached the active dark Bagnold Dunes on the north-western slopes of Mount Sharp, and scientists discovered small-scale "impact ripples" there, the larger ripples which can measure around three meters can be seen from orbit and it was generally assumed that these larger-scale ripples were equivalent to Earth's impact ripples, only much larger owing to the thin Martian atmosphere and lower gravity. But when Curiosity got close not only it saw the three meters but also the small-scale ripples just like Earth's impact ripples. What Curiosity saw were sand ripples that looked like the ones that form under moving water on Earth.

Barchan dune on Mars. Image: NASA/JPL/University of Arizona

So as it turned out Mars dunes have an added complexity and were only possible to see by moving in close and taking photos of it. The red planet has the small impact ripples, and an extra type the medium-sized "sinuous ripples" that on earth are form underwater or on a riverbed, for example. Its formation is not from colliding particles but as flowing water drags particles, causing them to settle in a rippled pattern.

So because of the thin atmosphere of Mars these dunes can be formed into the medium-sized ripples having been nicknamed "wind-drag ripples" Lapotre said: "The size of these ripples is related to the density of the fluid moving the grains, and that fluid is the Martian atmosphere. We think Mars had a thicker atmosphere in the past that might have formed smaller wind-drag ripples or even have prevented their formation altogether. Thus, the size of preserved wind-drag ripples, where found in Martian sandstones, may have recorded the thinning of the atmosphere."

After studying the sandstone in Mars dating back to 3 billion years by Curiosity and NASA's veteran rover Opportunity it was found by the researches that the wind-drag ripples preserved in the material were of the approximate same size as the ripples that exist in today's Martian dunes, which means that the planet lost most of its atmosphere early in its geological history, since conditions have remained pretty much the same for 3 billion years. It is incredible that by a relatively simple observation so much can be deduced.

a fairly simple observation of an active sand dune on Mars can reveal so much about Mars' current and ancient atmospheric conditions.

Sources: seeker, NASA, Wikipedia, HiRISE

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Curiosity encuentra ondulaciones únicas en las dunas de Marte 

The rippled Bagnold Dunes with scale. 
Image: (NASA/JPL-Caltech)

El planeta Marte es un lugar modelado por la acción eólica, por procesos en los que intervine la acción del viento, tanto en la Tierra como en Marte hay dunas en las que interviene el viento para su formación con unas características muy similares, sin embargo, parece que las dunas de Marte tienen algo extra. A primera vista las dunas marcianas recuerdan mucho a las dunas que tenemos en nuestro planeta. Pero un estudio reciente llevado a cabo por el robot de la NASA Curiosity en un sistema de dunas activo en Marte ha revelado, que los procesos que formas las dunas en ambos planetas son muy similares, pero que hay una ondulación extra que solo puede formarse en la atmosfera de Marte.

En ambos planetas Marte y La Tierra, las dunas pueden ser tan grandes como un campo de futbol consintiendo en dos partes, una parte con una pendiente suave en la cara que afronta el viento y otra que es más abrupta en la dirección en la que baja el viento y que la forman continuas avalanchas mientras que los vientos prevalecientes de forma continuada empujan material sobre la cumbre de la duna.

Ambos mundos tienen grandes sistemas de dunas y otros con ondulaciones pequeñas, pero en Marte existe otro tipo de estas, como ha dicho Mathieu Lapotre, un estudiante graduado de Caltech in Pasadena, California en un comunicado de la NASA. "Tanto la Tierra como Marte tienen grandes dunas de arena y de ondulaciones pequeñas, pero en Marte hay algo a mitad entre ambos tipos que no tenemos en la Tierra. "

Dunes Flying in Formation near Mawrth Vallis.
Image: NASA/JPL/University of Arizona

El tipo de duna clásica Barján se puede encontrar en ambos planetas, de hecho, hay muy buenos ejemplos de estas tomadas por los satélites en órbita de marte. Aquí en la tierra, las superficies de tales dunas están a menudo compuestas por ondulaciones que entra los altibajos miden los 30 centímetros. Tales ondulaciones o bandas son creadas por granos de área transportados por el viento y que chocan con granos estacionarios, creando eventualmente una textura corrugada en desiertos o playas.

Hace síes meses Curiosity se acercó a las activas dunas negras de Bagnold en el noroeste de las faldas del Aeolis Mons (Mount Sharp) cuando los científicos descubrieron allí impactos de ondulaciones de pequeña escala, las ondulacioens grandes pueden llegar a medir tres metros y que se pueden ver en órbita y se asumió que eran muy similares al impacto de ondulaciones de la Tierra, solo que más grandes debido a la menos gravedad de Marte. Pero cuando Curiosity se acercó mas no solo vio estas ondulaciones de tres metros, sino que además vio el tipo de estas que se forma bajo el agua en movimiento. 

Bagnold Dunes from the Mast Camera (Mastcam)
on NASA's Curiosity rover. Image: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Se comprobaba pues que las dunas en Marte tenían una complejidad añadida y que solo pudo verse al acercase y tomar fotos de estas. El planeta rojo tiene las ondulaciones pequeñas, y una extra intermedia y “sinuosa” que se dan en lugares bajo agua en la tierra como en los lechos los ríos, por ejemplo. Su formación no se debe al choque de partículas sino al flujo de agua arrastrando partículas, causando el asentamiento de estas en un patrón ondulado.

Así pues, debido a lo tenue de la atmosfera de Marte se pueden formar estas dunas en unas ondulaciones de tamaño-medio habiendo sido bautizadas como “ondulaciones de arrastre de viento” Lapotre dijo: “El tamaño de estas ondulaciones se relaciona con la densidad del fluido de granos en movimiento, y ese fluido es la atmosfera de Marte. Pensamos que Marte tuvo una atmosfera más densa en el pasado que pudo formar ondulaciones de arrastre de viento más pequeñas o incluso el haberlo impedido por completo. Así pues, el tamaño conservado de las ondulaciones de arrastre de viento que se encontró en las areniscas de marte, podrían haber dejado un record de la atenuación de la atmosfera.”

Tras el estudio de las areniscas en Marte datadas de más de 3 billones de años atrás por Curiosity y el veterano robot de la NASA Opportunity los investigadores demostraron que las ondulaciones de arrastre de viento conservadas en el material eran de aproximadamente el mismo tamaña a las de hoy en día, lo que vendría a demostrar que el planeta perdió la mayoría de su atmosfera muy temprano en su historia geológica, ya que las condiciones han permanecido más o menos igual que hace 3 billones de años. parece increíble que de un estudio tan aparentemente simple se haya podido deducir tanto. 

Sources: seeker, NASA, Wikipedia, HiRISE

Dune example on Mars / Ejemplos de dunas en Marte :

This image shows a variety of different dune types in southern Lyot Crater in the Northern lowlands at 48.9 degrees north. Image credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Dunes on the floor of Herschel Crater. The steep faces ("slipfaces") are oriented downwind, in the direction of motion of the dunes. Image credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

'Namib Dune' on Mars. Image Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Glowing Gullies in Kaiser Crater Dunes. Image Credit: NASA/JPL/University of Arizona

A vast dune field near the northern pole of Mars taken by the Thermal Emission Imaging System instrument on NASA's Mars Odyssey orbiter. Image Credit: NASA/JPL-Caltech/ASUption

Sand dunes in the North Pole of Mars. Image Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS

In the southern highlands of Mars lies these dark dunes on Proctor Crater. These dunes are composed of basaltic sand that has collected on the bottom of the crater. Image Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS