Карта песчаных дюн Земли раскрыла закономерности движения ветров и поможет изучать Марс
Учёные из Университета Монаша создали наиболее полную и точную на сегодняшний день цифровую карту песчаных дюн Земли. Глобальный атлас показывает, где расположены переносимые ветром песчаные массивы, и помогает понять, какие климатические и геологические условия определяют их формирование. Полученные закономерности могут использоваться не только для изучения климата Земли, но и для исследования других планет, в частности Марса.
Форма и структура песчаных дюн напрямую связаны с особенностями местного климата, рельефа и геологии. Поэтому по современным и древним дюнам исследователи могут восстанавливать направление ветров, оценивать условия окружающей среды и реконструировать климат прошлого. На других планетах такой подход особенно важен, поскольку прямые измерения климатических параметров зачастую невозможны.
До сих пор подобные исследования ограничивались отсутствием единого глобального набора данных, который позволял бы с высокой точностью определить расположение и характеристики всех основных систем дюн. Для решения этой проблемы доктор Эндрю Ганн из Школы Земли, атмосферы и окружающей среды Университета Монаша проанализировал глобальные спутниковые снимки и данные высокоточного картографирования рельефа.
На их основе исследователь создал цифровой атлас, в котором систематизировано распространение песчаных дюн по всему миру. Затем полученную карту сопоставили с подробными климатическими и геологическими данными, чтобы определить факторы, которые управляют образованием дюн в различных природных условиях.
Анализ показал, что в засушливых регионах главным условием формирования дюн является сочетание движения воздушных потоков и наличия доступного источника песка. Важную роль играет то, как ветры сходятся и перемещают осадочный материал, а также расстояние до области, откуда поступает песок.
В более влажных районах одной доступности осадочного материала уже недостаточно. Здесь растительность и повышенная влажность создают дополнительное сопротивление перемещению песка. Поэтому для формирования активных дюн требуются более сильные ветры, способные преодолеть это сопротивление и обеспечить перенос песка.
Исследователи также изучили, какую информацию о состоянии окружающей среды можно получить по форме отдельных типов дюн. Особое значение имеют серповидные дюны, известные как барханы. Их форма и направление миграции позволяют оценивать направление преобладающих ветров и делать выводы о свойствах переносимого осадочного материала.
При этом результаты показывают, что интерпретация таких природных «индикаторов» требует осторожности. Направление перемещения дюн зависит не только от ветра, но и от характеристик поверхности, доступности песка и других условий. Поэтому одинаковая форма дюн не всегда означает одинаковые климатические параметры.
Эта закономерность особенно важна для исследования Марса. На Красной планете песчаные дюны являются одними из наиболее заметных и хорошо измеряемых поверхностных объектов, по которым можно косвенно определить направление ветров и получить информацию о свойствах минералов и осадочного материала.
По словам Эндрю Ганна, песчаные дюны могут служить естественными архивами климатической и геологической истории. Единая карта всей планеты позволяет сравнивать современные процессы формирования ветровых ландшафтов и использовать полученные закономерности при анализе древних отложений Земли или аналогичных структур на других планетах.
Созданный атлас также станет исходной точкой для наблюдения за будущими изменениями. Поскольку глобальные климатические условия меняются, исследователи смогут использовать нынешнее распределение дюн как базовый уровень для отслеживания изменений ветровых систем и засушливых территорий.
По мнению авторов работы, данные могут быть полезны не только геологам и планетологам, но и специалистам по климатическому моделированию. Карта позволит оценивать изменения пустынных территорий, процессы переноса песка и ветровой эрозии, а также использовать эти данные для прогнозирования того, как изменение климата может повлиять на сухие регионы в ближайшие десятилетия.
Таким образом, глобальная карта дюн объединяет наблюдения за современными процессами на Земле с методами дистанционного изучения планет. Она создаёт единую основу для сравнения песчаных ландшафтов Земли и Марса и помогает точнее интерпретировать климатические условия, которые сформировали их в прошлом и продолжают влиять на них сегодня.
Исследование в журнале Nature Communications.