Erkundung der welligen Dünen unseres Sonnensystems

Nov 13, 2023

Sanddünen fegen über das Sonnensystem und erzeugen auf jeder Welt Verwehungen, auch wenn auch nur die leiseste Brise weht. Einige sehen aus wie die Strukturen, die wir von der Erde kennen und bestehen aus Fels- oder Eisstücken, während andere weitaus fremdartiger wirken und ausschließlich aus organischem Material bestehen. Vom Mars über Pluto bis hin zu winzigen Kometen kann die große Vielfalt an Dünen, die Wissenschaftler sehen, dazu beitragen, offene Fragen zur Entstehung von Dünen auf der Erde zu klären und Informationen über frühere und gegenwärtige Bedingungen auf fernen Welten zu liefern.

Die Untersuchung von Dünenmustern kann nicht nur Erkenntnisse über die Oberflächenzusammensetzung eines Körpers liefern, sondern auch Hinweise auf seine atmosphärische Geschichte geben. Dünnere Atmosphären machen es schwieriger, Partikel in die Luft zu schleudern, sodass alte Dünen zeigen können, wie Sand vom Himmel regnete, als dickere Gase die Welt bedeckten. Dies kann bei Körpern wie dem Mars, dessen schwere Atmosphäre sich im Laufe der Zeit langsam entweicht, und bei Pluto, dessen atmosphärische Dichte zu- und abnimmt, während er um die Sonne wandert, von entscheidender Bedeutung sein.

Wie baut man eine Düne?

Auf der Erde entsteht Sand üblicherweise durch Erosion von Quarz. Es kann aber auch aus Muscheln, Korallen, Karbonat, Vulkanasche und sogar Eis bestehen. Das bedeutet, dass sich Sand nicht nur an Stränden und Wüsten, sondern auch in den gefrorenen Ödlanden der Antarktis bilden und ablagern kann. Darüber hinaus hat die Definition von Sand nichts mit der Zusammensetzung zu tun, sondern vielmehr mit der Größe und der Art und Weise, wie er transportiert wird: Partikel, die klein genug und leicht genug sind, um in die Luft geschleudert zu werden. Auf der Erde beträgt der Durchmesser etwa 0,0025 bis 0,08 Zoll (0,06 bis 2 Millimeter). Auf anderen Welten mit geringerer Schwerkraft können Sandpartikel größer sein.

Wie kommt man also von Sandpartikeln zu kräuselnden Dünen? Der Schlüssel zu den Dünen ist der Wind. „Solange Luftmoleküle in Bewegung sind, entsteht am Ende ein äolisches Feld“ oder eine Landschaft, die durch vom Wind abgelagerten Sand geformt wird, sagt Jani Radebaugh von der Brigham Young University in Utah. (Aeolean bezieht sich auf den griechischen Gott des Windes, Aeolus.)

Trotz ihrer vielfältigen Zusammensetzung bilden sich Dünen auf der Erde alle unter ungefähr den gleichen Bedingungen und werden hauptsächlich durch die Schwerkraft begrenzt, die sich darauf auswirkt, wie weit Sand fliegen kann. Durch die Betrachtung der großen Vielfalt der von Dünen bedeckten Welten im Sonnensystem hoffen Wissenschaftler, der Entstehung und Verschiebung von Sanddünen auf den Grund zu gehen. Die Grundidee ist einfach: Der Wind trägt Sand über die Oberfläche und türmt ihn schließlich zu Dünen auf. Aber es sind die Details, wo die Dinge chaotisch werden. Folgt der Sand einem strömungsdynamischen Modell, bewegt er sich durch die Luft, ähnlich wie er durch Wasser schwimmt, und bildet so vom Wasser geformte Dünen? Oder folgt es einem Aufprallmechanismus-Modell, bei dem das erste Sandkorn, das der Wind hochwirbelt, andere Sandkörner hochwirbelt, die dann noch mehr hochwirbeln?

Laut Serina Diniega, einer Forscherin am Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornien, sind die beiden Modelle auf der Erde schwer zu unterscheiden, weil ihre vorhergesagten Ergebnisse so ähnlich aussehen. Aber die Veränderung des Luftdrucks und der Schwerkraft – beispielsweise durch den Bau von Dünen auf einer anderen Welt – sollte einen besseren Einblick in das richtige Modell liefern. „Das Auffinden von Dünen auf anderen Körpern und unter anderen Bedingungen hilft bei der Unterscheidung zwischen Modellen, die wir auf der Erde nicht testen könnten“, sagt sie.

Glücklicherweise gibt es im Sonnensystem viele Dünen.

In den frühen 1970er Jahren schien Mariner 9, der die Erde umkreiste, den Mars als eine tote, unveränderliche Welt ähnlich dem Erdmond darzustellen. Erst als die Viking-Missionen einige Jahre später damit begannen, höher aufgelöste Bilder des Roten Planeten aufzunehmen, enthüllten die Ansichten aktive Prozesse, darunter auch Sanddünen.

Der meiste Marssand scheint vulkanischen Ursprungs zu sein. Gesteinsbasalt wurde explosionsartig von inzwischen längst erloschenen Vulkanen geschleudert und erodierte im Laufe von Millionen von Jahren zu Partikeln mit einem Durchmesser von etwa 0,002 bis 0,02 Zoll (0,05 bis 0,5 mm). Wasser, das in der fernen Vergangenheit möglicherweise kurzzeitig über die Oberfläche geflossen ist, könnte möglicherweise einen Teil des Gesteinsmaterials in Sand zersetzt haben, doch heute ist der Wind die häufigste Erosionsquelle. Allerdings ist Wind im Vergleich zu Wasser ineffizient, wenn es darum geht, Gestein zu Sand zu erodieren. Das wirft die Frage auf, wie alt Marssand ist: Ist alles entstanden, als Wasser über die Oberfläche floss, oder entsteht heute noch mehr Sand? Zumindest ein Teil des Sandes wird recycelt, da verwitterte Partikel Sedimentgesteine ​​bilden, die später wieder in Sand umgewandelt werden – Diniega vermutet, dass der größte Teil davon der Fall ist – aber nachdem Sandpartikel ausreichend oft kollidiert sind, zerfallen sie in Staub, den Geologen im Allgemeinen als Partikel definieren kleiner als etwa 0,0025 Zoll (0,06 mm). Die Tatsache, dass auf dem Mars immer noch Sand vorhanden ist, deutet also entweder auf eine geringe Dünenbewegung (wenige Kollisionen) oder darauf hin, dass eine stärkere Erosion stattfindet als derzeit angenommen.

Im Jahr 2016 nahm der NASA-Rover Curiosity Nahaufnahmen von Dünen auf und bestätigte damit die auf den Eigenschaften des Planeten basierenden Vorhersagen darüber, wie groß Sand auf dem Roten Planeten wachsen kann. Marssand hat ungefähr die gleiche Größe wie sein terrestrisches Gegenstück, aber die schwächere Schwerkraft ermöglicht es, dass leichterer Sand selbst in der dünnen Luft fliegt und Dünen bildet.

Dieser Flug hängt von der Windgeschwindigkeit ab: Windkanalexperimente deuten darauf hin, dass die Bewegung eines Sandkorns auf dem Mars eine zehnmal stärkere Böe erfordert, als für dasselbe Sandkorn auf der Erde erforderlich ist. Aber sobald sich der Sand zu bewegen beginnt, ist es dank der geringeren Schwerkraft des Planeten einfacher, ihn in Bewegung zu halten. „Die große Unbekannte für den Mars ist die Schwelle, die man braucht, um die Sandbewegung in Gang zu setzen“, sagt Simone Silvestro, Forscherin am Nationalen Institut für Astrophysik (INAF) in Italien.

Jahrzehntelang vermuteten Wissenschaftler, dass die Dünen, die sie auf dem Mars sahen, uralte Relikte aus einer Vergangenheit mit dichterer Atmosphäre und stärkeren Winden seien. Das änderte sich im Jahr 2019, als Silvestro und seine Kollegen den Mars Reconnaissance Orbiter der NASA nutzten, um Dünen einzufangen, die in der Nähe des Marsäquators entlangkriechen. Durch den Vergleich von Bildern, die im Abstand von mehr als sieben Jahren an zwei verschiedenen Standorten aufgenommen wurden, stellte das Team fest, dass diese Megaripples – die mit einer Höhe von etwa 3 Fuß (1 Meter) die größten Dünen sind – etwa 4 Zoll (10 Zentimeter) pro Jahr entlangwandern .

Bis heute sind sich Wissenschaftler nicht sicher, wie stark die Oberflächenwinde auf dem Mars sind. Sie haben globale Windmuster auf der Grundlage der Topographie und der Landschaftsbildung kartiert, aber der Großteil der atmosphärischen Messungen des Planeten wurde von Orbitern durchgeführt, die sich auf die Beobachtung der oberen Atmosphäre beschränken. Mittlerweile können Lander und Rover nur Informationen zur Windgeschwindigkeit in Bodennähe liefern; Dadurch bleibt ein großer Teil des Himmels frei von atmosphärischen Messungen.

Idealerweise würde ein Rover oder Lander an einer Stelle sitzen und ständig auf die Sandbewegung starren, anstatt auf zeitgesteuerte Schnappschüsse, sagt Diniega. Das würde es den Forschern ermöglichen, ihre Modelle auf die Wahrheit zu stützen. Angesichts der Tatsache, dass windige, staubige Luft das Potenzial hat, Roboterforscher zu verstopfen und zu beschädigen, wäre es laut Silvestro sogar noch besser, Menschen auf den Planeten zu schicken, um Windgeschwindigkeiten und Dünenbewegungen zu messen.

Venus wird oft als Zwilling der Erde bezeichnet und ist möglicherweise der Planet, von dem man am meisten erwarten würde, dass er Dünen auf der Oberfläche aufweist. Schließlich kann eine dichte Atmosphäre die Wahrscheinlichkeit sandaufwirbelnder Winde erheblich verbessern, und die Atmosphäre der Venus ist 90-mal dichter als die unseres Planeten. Aber obwohl die obere Atmosphäre der Venus schnell dahinfliegt, schleichen die Oberflächenwinde nur mit einigen Meilen pro Stunde vorbei. Daher erscheinen Dünen auf der Venus spärlich.

Ein Grund für diesen Mangel könnte jedoch der Mangel an guten Bildern sein. Obwohl mehrere Missionen zur Erforschung der Venus geschickt wurden, ist es aufgrund der dichten Atmosphäre des Planeten noch schwieriger, einen Blick auf die Oberfläche zu erhaschen – oder darauf zu überleben. Bei den meisten Fotos handelt es sich um Radarbilder, die von der Erde und umlaufenden Raumfahrzeugen aufgenommen wurden und nicht mit visuellen Schnappschüssen vergleichbar sind, wie sie Wissenschaftler beispielsweise vom Mars haben. Anfang der 1990er Jahre kartierte die Magellan-Mission der NASA fast den gesamten Planeten mit Radar und enthüllte dabei die ersten undeutlichen Hinweise auf zwei kleine Dünenfelder. Während Wissenschaftler darüber spekuliert haben, dass Radarsignale auf das Vorhandensein von zentimeterlangen „Mikrodünen“ in den südlichen Regionen des Planeten hinweisen, bleiben eindeutige Beweise für solche Merkmale verborgen.

Darüber hinaus ist die Herstellung von Sand auf der Venus eine Herausforderung für sich. Dieselbe dichte Atmosphäre dämpft die explosiven vulkanischen Prozesse, die Asche erzeugen könnten, die als Sand dient. Und dem Planeten fehlt das flüssige Wasser, das nötig ist, um kleine Partikel aus der Gesteinsoberfläche herauszuschneiden. Es wird angenommen, dass sich der meiste venusische Sand gebildet hat, als Einschläge auf die Oberfläche trafen und Material hochschleuderten. Selbst wenn sich Sand bildet, zeigen Untersuchungen, dass die hohen Temperaturen dazu führen können, dass Partikel zu einem unhandlichen Konglomerat verschmelzen, das zu groß ist, um bei dem geringen Wind an der Oberfläche zu fliegen.

Die Raumsonde Magellan kartierte etwa 98 Prozent der Venusoberfläche mithilfe von Radar. Kleine dünenartige Strukturen, die sich durch unterschiedliche Reflexionseigenschaften im Oberflächengelände auszeichnen, treten in mindestens zwei kleinen Feldern auf dem Planeten auf, darunter auch in diesem Teil von Al-Uzza Undae.

Es ist auch möglich, dass Spuren alter Dünen vor etwa 500 Millionen Jahren bei einem weltweiten Oberflächenerneuerungsereignis beseitigt wurden. Vulkanausbrüche spuckten Lava über die Oberfläche und löschten Krater und Dünen aus, so dass ein sauberer Schiefer entstand, der in neueren Zeitskalen nur leicht zerkratzt war.

Wenn Venus Dünen versteckt, könnten sie bald ans Licht kommen. Im Jahr 2021 kündigte die NASA zwei neue Venus-Missionen an, VERITAS und DAVINCI, während die Europäische Weltraumorganisation Pläne für eine dritte, EnVision, bekannt gab. Das Trio sollte in den 2030er Jahren mit der Erkundung des Planeten beginnen.

Saturns Satellit Titan

Mit seinem organischen Dunst und seinen Methanseen ist der Saturnmond Titan neben der Erde der einzige Planet im Sonnensystem, von dem bekannt ist, dass er Flüssigkeit auf seiner Oberfläche hält. Doch während Forscher in den 1980er-Jahren die Bildung von Methan- und Ethanseen vorhersagten, galten vom Wind verwehte Sanddünen aufgrund der möglicherweise klebrigen Sedimente der Welt, die aus teerigen Kohlenwasserstoffen bestehen, als unwahrscheinlich.

Daher war es eine Überraschung, als die NASA-Mission Cassini im Jahr 2006 Äolische Dünen entdeckte, die sich über die mittleren Breiten des Mondes erstreckten. „Sie sind fast ein charakteristisches Merkmal von Titan“, sagt Ralph Lorenz, ein Dünenexperte am Johns Hopkins Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland.

Eine der größten Überraschungen war die Tatsache, dass sich die Dünen des Titanen entgegen der üblichen sanften Bewegung seiner Winde über die Oberfläche erstrecken. Es stellt sich heraus, dass Titans Winde während der Tagundnachtgleiche kurzzeitig ihre Strömung umkehren und stärker werden. Diese saisonalen Rückwinde bilden mit größerer Wahrscheinlichkeit Dünen als die leichteren Brisen, die den Rest des Jahres wehen.

Während Sand auf der Erde und auf dem Mars aus Material entsteht, das im Laufe der Zeit abgenutzt wurde, kann der Sand des Titanen vom Himmel regnen. Tholins, Klumpen organischer Materie, deren genaue Zusammensetzung ein Rätsel bleibt, bedecken die Oberfläche von Titan und bilden die Wolken und den Dunst in der Mondatmosphäre. Wenn das Material vom Himmel fällt, kann es zu sandgroßen Partikeln zusammenkleben, die dann in die Dünen geblasen werden. Wie solche Prozesse mit organischem Material funktionieren, ist jedoch nicht genau verstanden.

„Die offene Frage an diesem Punkt ist, ob eine Art Aggregationsprozess stattfindet, der dazu führt, dass Dunstpartikel zusammenkleben und auf diese Weise sandgroße Partikel entstehen“, sagt Sarah Horst, Titan-Forscherin an der Johns Hopkins University in Baltimore.

Alternativ könnten Tholine eine Sedimentschicht bilden, die später durch die fließende Flüssigkeit des Titans erodiert wird. Oder der Sand könnte stattdessen aus Material bestehen, das zurückbleibt, wenn die Flüssigkeit verdunstet ist, wie der Ring in einer Badewanne.

Die exotische Umgebung von Titan macht es schwierig, die Details der Dünenbildung zu bestimmen. Laut Horst, die in ihrem Labor mit Tholinen experimentiert, besteht eine der Herausforderungen beim Verständnis der seltsamen Substanz darin, herauszufinden, wie sich organisches Material bei Temperaturen auf Titan verhält: –297 Grad Fahrenheit (–183 Grad Celsius). „Viele dieser Verbindungen, an denen wir interessiert sind, sind giftig oder explosiv oder beides“, sagt sie. Zwar gibt es viele Labore, die in der Lage sind, mit den Temperaturen und Verbindungen umzugehen, darunter auch das von Horst, doch die Sicherheitsbedenken werfen ein weiteres Problem auf. „Es ist eine größere Herausforderung, Geld für die Experimente zu bekommen“, sagt sie.

Die von Cassini per Radar kartierten Dünen auf Titan (oben) scheinen in ihrer Struktur denen in der Namib-Wüste auf der Erde (unten) ähnlich zu sein. Bei den hellen Merkmalen im oberen Bild handelt es sich nicht um Wolken, sondern um Gelände, das auf Radarbildern heller erscheint.

Viele Fragen könnten bald von der NASA-Mission Dragonfly beantwortet werden, einem fliegenden Drehflügler, der im Jahr 2034 Titan erkunden soll. Horst sagt, Dragonfly solle „komplexere Informationen über die Partikel liefern, um herauszufinden, wie sie hergestellt werden“.

Da Dragonfly in verschiedenen Höhen erforschen wird, anstatt an der Oberfläche festzusitzen, wird die Mission in der Lage sein, detailliertere Messwerte der Atmosphäre zu erhalten, als dies für andere nicht-terrestrische Welten möglich ist. Dies sollte Wissenschaftlern helfen zu verstehen, wie Tholine durch die Landschaft geweht werden. Und während Rover dazu neigen, Dünen zu meiden, wo weicher Sand sie festsetzen kann, ermöglicht die Fähigkeit von Dragonfly, von einem Ort zum anderen zu fliegen, die Untersuchung zahlreicher Oberflächenmerkmale – einschließlich, wie Lorenz erwartet, Dünen.

Plutos eisige Dünen

Als die NASA-Mission New Horizons im Jahr 2015 an Pluto vorbeiflog, entdeckte sie einen überraschend aktiven Zwergplaneten und nicht die tote Welt, von der viele Forscher erwartet hatten, dass sie am Rande des Sonnensystems liegt. Die von der Raumsonde aufgenommenen schnellen Schnappschüsse zeigten, dass die Oberfläche von Pluto vor relativ kurzer Zeit durch Eis geformt wurde und Wissenschaftler eine Vielzahl geologischer Merkmale identifiziert haben.

Radebaugh unterhielt sich auf Facebook mit seinem Planetenwissenschaftlerkollegen Matt Tefler, während die ersten Bilder von Pluto veröffentlicht wurden. Als sie begannen, die Schnappschüsse zu studieren, sprangen dünenartige Strukturen in der herzförmigen Struktur, die jetzt Tombaugh Regio heißt, auf das Paar zu. Für Radebaugh ähnelten sie den Dünen im Death Valley in Kalifornien. „Es hat sofort Klick gemacht: ‚Oh, das sind Dünen‘“, sagt sie.

Sie wandten sich an das New Horizons-Team und arbeiteten mit ihrer geologischen Gruppe zusammen, um die Landformen festzunageln. Nachdem sie die Bilder detaillierter untersucht hatten, als bei der ersten Veröffentlichung verfügbar war, stellten sie fest, dass die Merkmale mehr als nur eine vorübergehende Ähnlichkeit mit Dünen aufwiesen. Die Dünen stimmten auch gut mit den von anderen Forschern identifizierten Windstreifen überein, was darauf hindeutet, dass die Winde, die die Streifen bildeten, in die gleiche Richtung wehten wie die Winde, die die Dünen erzeugten.

Wie auf anderen Welten besteht die größte Herausforderung für Wissenschaftler darin, herauszufinden, wie Pluto den anfänglichen Auftrieb erzeugt, der die Dünen in Bewegung setzt. Plutos Atmosphäre ist unglaublich dünn – wahrscheinlich zu dünn, um Partikel vom Boden aufzunehmen. „Es ist schwierig, die Rechnung tatsächlich auf die Probe zu stellen, weil die atmosphärische Dichte so gering ist, dass die Fähigkeit, Material zu transportieren, abnimmt“, sagt Horst. Wie schaffen die Teilchen also diesen ersten Sprung?

Radebaugh und Tefler glauben, dass die Antwort in einem Feld aus kleinen Gruben in der Nähe der Dünen liegt. Pluto ist mit Eis bedeckt, das nicht nur aus Wasser, sondern auch aus Methan, Stickstoff und Kohlendioxid besteht. Während das Methan an die Oberfläche gelangt, springt es von einem Feststoff in einen Gaszustand über, schleudert Methanmoleküle in die Luft und verlässt die kleinen Gruben. Radebaugh und Teffler glauben, dass diese Partikel dann vom Wind in die Dünen geschwemmt werden.

Es wurde nur ein Teil von Plutos Oberfläche abgebildet und nur ein kleiner Teil davon scheint Dünen zu haben. Tefler sagt, dass dies möglicherweise an der lokalen Landschaft liegt. „Zirkulationsmodelle deuten darauf hin, dass das von uns untersuchte Gebiet der windigste Ort auf Pluto sein sollte“, sagt er. „Es ist ein Ort, der aufgrund der thermischen und druckbedingten Eigenschaften des Geländes wahrscheinlich Wind fördert.“

Aber nicht jeder glaubt, dass es genügend Beweise dafür gibt, dass es sich bei den Merkmalen um Dünen handelt. „Es ist immer noch eine anhaltende Debatte in der planetaren geomorphologischen Gemeinschaft“, sagt Phillipe Claudin, ebenfalls am INAF. Tefler und Radebaugh bleiben zuversichtlich, dass es sich bei dem, was sie entdeckt haben, um Dünen handelt, auch wenn höchstwahrscheinlich eine weitere Mission zum weit entfernten Pluto erforderlich sein wird, um die Art der Strukturen zu bestätigen.

Feuer und Eis

Ein kürzlich in Nature Communications veröffentlichter Artikel vom 19. April kombiniert 14 Jahre alte Bilder der NASA-Mission Galileo mit Modellen der Bewegung von Körnern, um zu erklären, wie sich Dünen auf der vulkanischsten Welt des Sonnensystems bilden könnten: dem Jupitermond Io. Die Studie zeigt, dass auf diesem Mond Gesteins- oder Reifkörner nicht von Winden getragen werden, die in der dünnen Atmosphäre schwach sind. Wenn sich stattdessen heiße Lava mit Schwefeldioxid (SO2) im Untergrund vermischt, verwandelt sich das SO2 in Gas, das durch die Oberfläche entweicht. Diese Ausgasung sei „dicht und schnell genug, um Körner auf Io zu bewegen und möglicherweise die Bildung großräumiger Strukturen wie Dünen zu ermöglichen“, so Erstautor George McDonald von der Rutgers University in einer Pressemitteilung.

Und tatsächlich entdeckte Galileo dünenartige Strukturen auf dem Mond. Die Forscher untersuchten die Abmessungen der Strukturen und den Abstand zwischen den Kämmen genau und kamen zu dem Schluss, dass diese Formationen tatsächlich wie Dünen aussehen, die man anderswo im Sonnensystem, einschließlich der Erde, sieht. „Unsere Studien deuten auf die Möglichkeit hin, dass Io eine neue ‚Dünenwelt‘ sein könnte“, sagte McDonald. „Diese Arbeit zeigt uns, dass die Umgebungen, in denen Dünen vorkommen, wesentlich vielfältiger sind als die klassischen, endlosen Wüstenlandschaften in Teilen der Erde.“ — Alison Klesman

Wenn Planetenforscher überrascht waren, Dünen auf Pluto zu finden, wo die Atmosphäre dünn ist, waren sie überrascht, sie auf dem winzigen Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko zu finden, wo es so gut wie keine Atmosphäre gibt.

Churyumov-Gerasimenko wird oft mit einer Quietscheente verglichen und hat zwei Lappen, die durch einen Hals miteinander verbunden sind. Diese Form ist höchstwahrscheinlich das Ergebnis der langsamen Zusammenfügung zweier separater Teile des Materials des frühen Sonnensystems. Als die Raumsonde Rosetta der Europäischen Weltraumorganisation 2014 in die Umlaufbahn um Churyumov-Gerasimenko eintrat, zeigte sie Dünen am Hals und an beiden Lappen, was die Frage aufwirft, wie ein Objekt mit wenig bis gar keiner Atmosphäre vom Wind verwehte Merkmale aufweisen kann.

Die Antwort kommt aus dem Herzen des Kometen. Wenn sich der Komet der Sonne nähert, beginnt sich eisiges Material aus seinem Kern in Gas umzuwandeln und gelangt an die Oberfläche. Unterwegs trägt es Schmutzpartikel mit sich, die freigesetzt werden, wenn das Eis sublimiert und eine extrem dünne Hülle um den Kern bildet, die Koma genannt wird. Winde, die durch die Temperaturänderung während der Rotation des Kometen erzeugt werden, sind stark genug, um den Schmutz zu bewegen. Die Schwerkraft auf dem winzigen Kometen ist schwach, was es einfacher macht, große Partikel in der Luft zu halten. So wird Material aus dem Inneren des Kerns letztendlich über den Boden verschmiert, um „fast automatisch“ Dünen zu bilden, sagt Claudin, einer der Autoren der Forschung, die über diese Dünen berichtet.

Solche Dünen können sich nur bilden, wenn sich der Komet in der Nähe der Sonne befindet. Während seiner 6,4-jährigen Umlaufbahn verbringt Churyumov-Gerasimenko die meiste Zeit in den kühleren Regionen des Sonnensystems, in der Nähe von Jupiter, dessen Oberfläche sich nicht verändert. Claudin schätzt, dass der Komet bei jeder Umlaufbahn nur etwa zwei Wochen lang aktiv neue Dünen bildet.

Aber Churyumov-Gerasimenko ist nicht besonders einzigartig. „Ich würde sagen, was wir sehen, ist eher allgemein gehalten“, sagt Claudin. Das bedeutet, dass die Tausenden bekannten Kometen – und Milliarden geschätzter – möglicherweise alle eigene Dünen bilden, wenn sie sich der Sonne nähern. Zukünftige Raumschiffe könnten besser darauf vorbereitet sein, alle Dünen zu untersuchen, die sich an der Oberfläche bilden oder gefroren sind.

Aber wie bei einer Kometenatmosphäre halten einige die Beweise für dürftig. „Ich war nie überzeugt“, sagt Horst. Sie gibt an, dass ein häufiges Problem in der Planetenwissenschaft die Verbindung zwischen einem auf einer anderen Welt beobachteten Merkmal und dem terrestrischen Gegenstück, dem es ähnelt, ist. „Nur weil etwas wie ein Prozess aussieht, mit dem wir vertraut sind, heißt das nicht, dass es ein Prozess ist, mit dem wir vertraut sind“, sagt sie. Schließlich identifizieren und kategorisieren Menschen gerne, was wir sehen, aber manchmal kann sich herausstellen, dass das, was wir als bestimmtes Merkmal wahrnehmen – zum Beispiel eine Düne – nichts ist. Denken Sie an die Pyramide und das Gesicht, die auf dem Mars identifiziert wurden – wenn man sie genau oder aus einem anderen Blickwinkel betrachtet, sind sie nur Felsen.

Dennoch argumentieren Diniega, Radebaugh, Silvestro, Tefler und andere in einem 2017 in Aeolian Research veröffentlichten Artikel, in dem erörtert wird, wie sich unser Verständnis der Dünenbildung mit der eingehenderen Untersuchung der Welten des Sonnensystems verändert hat, dass das Erkennen von Dünen der erste Schritt zu ihrer Identifizierung sei . Durch die Einführung einer flexiblen Richtlinie zur Identifizierung windgeblasener Merkmale hoffen die Forscher, bisher vage Klassifizierungen konsistenter zu machen. Im Idealfall würde die Identifizierung von Dünen auf Planeten wie Venus und Pluto einem ähnlichen Weg folgen wie denen auf dem Mars. Sobald eine Mission verdächtige Dünen beobachtet, kann die nächste Generation von Raumfahrzeugen detailliertere Beobachtungen durchführen, um ihre Eigenschaften zu untersuchen und Muster einzelner Kandidaten zu analysieren, um ihren Status als Dünen zu bestätigen oder zu verneinen. Nachfolgende Missionen können die Landschaft dann noch weiter klassifizieren.

Und während die Beobachtungen anderer Welten (einschließlich Kometen) fortgesetzt werden, hoffen Wissenschaftler, ein besseres Gefühl dafür zu bekommen, was anderswo möglich ist, und so ihre Modelle zur Entstehung und Bewegung von Dünen auf der Erde und darüber hinaus zu verfeinern.