Neue Theorie erklärt Sandwellen auf dem Mars und auf der Erde

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Gemeinsame Ursachen könnten bisherige Auffassungen auf den Kopf stellen.

Sandkräuselungen sind faszinierend. Sie sind symmetrisch, der Wind, der sie verursacht, ist jedoch keineswegs symmetrisch. Darüber hinaus sind sie auf dem Mars und auf der Erde zu finden. Noch faszinierender wären sie, wenn der gleiche Effekt wie auf dem Mars auch auf der Erde zu finden wäre. Was wäre, wenn eine einheitliche Theorie ihre Entstehung auf zwei verschiedenen Planeten unseres Sonnensystems erklären könnte?

Das behaupten die Physiker Prof. Hezi Yizhaq und Prof. Itzhak Katra von der Ben-Gurion-Universität des Negev sowie ihre Kollegen aus Dänemark, Deutschland, Italien, China und den USA in einem Titelartikel, der in veröffentlicht wurde Naturgeowissenschaften.

Sandwellen, die 2015 vom NASA-Rover Curiosity auf dem Mars fotografiert wurden, zeigten zwei unterschiedliche Muster – große Wellen (Meter-Skala) und ein kürzeres „Aufprall“-Wellenmuster (Dezimeter-Skala). Die seitdem vorherrschende Theorie besagt, dass die kleineren Wellen wie normale Wellen auf der Erde durch den Aufprallmechanismus der vom Wind transportierten Partikel erzeugt werden und dass sich die größeren Wellen wie Unterwasserwellen aufgrund hydrodynamischer Instabilität bilden. Darüber hinaus glaubte man, dass die physikalischen Bedingungen, unter denen sie auf dem Mars entstanden, sie nicht auf der Erde hervorbringen könnten.

Prof. Yizhaq und Prof. Katra haben jedoch mithilfe des Windkanals der Ben-Gurion-Universität und des Marstunnels der Universität Aarhus experimentell bewiesen, dass ein solches Phänomen auf der Erde existieren könnte – wir haben es nur noch nicht bemerkt, weil wir nicht wussten, dass es so sein sollte danach suchen.

„Mars-Sand zu imitieren war nicht einfach, weil er feiner ist als der Sand hier auf der Erde“, erklärt Prof. Yizhaq, aber der Durchbruch gelang, als sie beschlossen, winzige Glaskugeln auszuprobieren, um feine Sandkörner darzustellen.

Darüber hinaus hat das internationale Forschungsteam einen einheitlichen theoretischen Rahmen vorgeschlagen, der Sandwellen auf dem Mars und auf der Erde erklären würde. Auf der grundlegendsten Ebene sehen durch Wind verursachte Sandkräuselungen auf dem Mars aus wie durch Wasser verursachte Sandkräuselungen auf der Erde.

„Um unsere Theorie zu beweisen, ist noch viel mehr Forschung sowohl im Feld als auch experimentell nötig, aber es ist erstaunlich, etwas so radikal Neues auf einem Gebiet vorzuschlagen, das ich seit über 20 Jahren beschäftige.“ Es ist spannend, hinauszugehen und zu versuchen, auf der Erde herauszufinden, was auf dem Mars deutlich zu sehen ist“, sagt Prof. Yizhaq.

Prof. Yizhaq ist Mitglied der Abteilung für Solarenergie und Umweltphysik. Prof. Itzhak Katra ist Mitglied der Abteilung für Umwelt-, Geoinformatik- und Stadtplanungswissenschaften.

Die Forschung wurde von der Israel Science Foundation (Grant-Nr. 1270/20), der Deutsch-Israelischen Stiftung für wissenschaftliche Forschung und Entwicklung (GIF) (Grant-Nr. 155-301.10/2018), der National Natural Science Foundation of China, Texas A&M Engineering Experiment Station, Europlanet-Stipendium-Nr. 871149 und das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020.

Mit freundlicher Genehmigung von Ben-Gurion-Universität.