Imaginez, murmurant une rivière qui coule sur des cailloux et des cailloux - le ruisseau entraîne parfois des pierres en avant le long du canal.
Maintenant, imaginez cette scène sur Mars.
Selon une nouvelle étude, ce n'est pas une fiction. Une nouvelle étude a étudié le modèle d’érosion des roches sur Mars et a déterminé qu’elles transportaient de l’eau sur environ 30 milles sur la planète rouge.
Selon les dernières données de Mars, on peut supposer que la planète a aujourd'hui une petite quantité d'eau liquide. Cette étude est basée sur une analyse détaillée d'images prises à partir du rover Mars Curiosity de la NASA en 2012 et parle d'un monde beaucoup plus humide avec les fleuves actuels de notre planète.
Sur les images du rover, on peut voir les petits cailloux de la planète, avec une forme inhabituellement lisse et arrondie. Selon le géophysicien Douglas Dzherolmak et son collègue, Gabor Domokos, mathématicien de l’Université de technologie et d’économie de Budapest, les détails des formes rocheuses étaient suffisants pour comprendre leur histoire.
«Il y a des milliers d'années, Aristote a réfléchi sur les galets de la plage et sur la manière dont ils sont arrondis. Mais jusqu'à récemment, la description de la forme du galet n'était pas précise et nous n'avions pas une compréhension de base du processus d'arrondi », a déclaré Jerolmak, professeur associé au département des sciences de la terre et de l'environnement de la Penn School of Arts and Sciences. Comment la forme d'un caillou peut-elle révéler son passé? La réponse est en mathématiques.
Pendant que Jerolmak analysait la géophysique des cailloux de Mars, Domokos tirait des conclusions décisives de ses recherches antérieures sur le lien direct entre le mouvement d'un objet et sa forme. Les galets étant sujets à l’abrasion naturelle, Domokos a été en mesure de proposer un modèle géométrique qui montre comment la forme et la masse de la pierre changent par rapport à un autre objet de dimensions similaires.
L’équipe a testé le modèle géométrique sur les données recueillies pour ses tests d’érosion terrestre. Premièrement, ils ont fait tourner des fragments de calcaire dans un tambour en laboratoire et ont enregistré des changements dans la forme des pierres et une perte de poids au fil du temps. Ils ont ensuite exploré des cailloux et des cailloux dans une rivière de montagne à Porto Rico.
«Nous avons commencé dans la partie supérieure, où des morceaux de roche se sont détachés des murs et sont allés en aval», a déclaré Jerolmak. "Tous les quelques centaines de mètres, nous avons des milliers de roches, pris des images de leur silhouette et enregistré leur poids."
Enfin, ils ont effectué une analyse similaire des sédiments provenant des cônes situés à l'embouchure d'un canyon au Nouveau-Mexique. Ces caractéristiques des types de sédiments en forme d'éventail ressemblent à celles de Mars, où des images de cailloux ont été prises par le rover Curiosity. Les données des trois expériences au sol concordaient avec le modèle géométrique développé par Domokos - elles ont prouvé qu’il était sûr d’utiliser ce modèle pour déterminer la distance de déplacement des cailloux uniquement sur la base de sa forme.
En appliquant le modèle de Domokos aux données de contour des cailloux de Mars, l’équipe a déterminé que les pierres perdaient environ 20% de leur volume. Après l’amendement (réduction) de la force gravitationnelle de Mars, ils ont pu calculer que les cailloux avaient parcouru environ 50 kilomètres, ou environ 30 milles de leur source.
Quelle pourrait être cette source? D'après les estimations de Jerolmak sur la composition de la roche et d'autres données, telles que la direction du flux de l'eau, on pense que la source était un cratère situé à environ 30 kilomètres (en ligne droite).
Le travail de l'équipe est important non seulement pour affirmer les rivières martiennes disparues depuis longtemps, mais également pour la technologie qui pourrait être appliquée aux pierres trouvées ici, à la maison - et très loin sur d'autres planètes.
"Nous disposons maintenant d'un nouvel outil qui peut être utilisé pour restaurer les anciens environnements de la Terre, de Mars et d'autres corps semblables à des planètes", a déclaré Jerolmak.
