新实验成功模拟火星表面沙纹的形成

以色列本·古里安大学公布研究进展称，该校研究人员通过实验证实了在火星上拍摄的2种截然不同的沙纹——大波纹（米级）和较短的“撞击”波纹（分米级），在地球上也可能存在。相关成果以《地球上共同进化的空气动力学和撞击波纹》（Coevolving aerodynamic and impact ripples on Earth）为题发表在《Nature Geoscience》（自然·地球科学）。

风吹来的沙在地球、火星和其他行星上形成了不同尺度的底床形态。传统观点认为，在地球上出现的十米级尺度的沙丘和分米级尺度的波纹是由于形成机制的不同：湍流和地形之间的相移引起的流体动力学不稳定性，以及与地形同步的颗粒跳跃引起的颗粒不稳定性。以色列本·古里安大学的研究人员展示了在自然空气和低压风洞中细粒、单分散的沙床上可重复产生的厘米级波纹和分米级波纹的共同演化过程，从而揭示两个相邻的中尺度波纹的生成不稳定性。结果表明：根据它们的形态特征和定量颗粒尺度数值模拟，证实较小的波纹结构是撞击成因，而较大的波纹结构则指向流体动力学起因。这意味着风成输送层一定会在与平均跳跃长度相当的尺度上与地形部分同步，推断风成沙通量相对于风的相位滞后可能一致。相应地，流体动力学模型既支持地球上空气动力学波纹的存在，也能将与巨型波纹和有争议的火星波纹联系起来。从而为在太阳系中发现的中尺度颗粒的底床形态打开了一个统一的视角。

研究人员表示，在未来，还要进行更多的研究，包括实地工作和实验研究，而且走出去并尝试在地球上发现在火星上可以清楚看到的东西是令人兴奋的。

来源：环境与发展智库

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