Magyar kutatók meghatározták a marsi kavicsok eredetét

A Curiosity marsi felderítő által készített fényképeken látható kavicsok származási helyét állapították meg magyar kutatók, akiknek amerikai kollégáikkal közös tanulmánya a Nature Communications tudományos folyóirat friss számában jelent meg.

A Domokos Gábor – a Gömböc egyik felfedezője -, Szabó Tímea, John P. Grotzinger és Douglas Jerolmack jegyezte tanulmány szerint igazolták, hogy a NASA-rover felvételein lévő, jól lekerekedett kavicsok mintegy 30 kilométert tettek meg az idők folyamán, és legvalószínűbb származási helyük a Gale-kráter pereme.

Az alkalmazott módszer áttörés lehet az üledékek morfológiájának feltárásában – írta a Budapesti Műszaki Egyetem (BME) az MTI-hez kedden eljuttatott közleményében, amelyben emlékeztetett arra, hogy az üledékek morfológiája, vagyis a kavicsok, homokszemek alakja már az ókorban is foglalkoztatta a tudósokat, Arisztotelész fel is állított egy ezzel kapcsolatos matematikai modellt.

Az érdeklődés oka, hogy ezek a formák kódoltan magukban hordozzák múltjukat, kialakulásuk történetét. E “kód” megfejtésével pedig feltárhatók a bolygón zajló felszíni fizikai folyamatok is. Ennek ellenére eddig kevés előrelépést sikerült elérni a formák megértésében, leírásuk matematikai szempontból nehéz feladat, mert nem világos, hogy egy forma mely jellegzetességei lényegesek a fejlődés leírása szempontjából.

A közelmúlt kiemelkedő matematikai áttörése, a Poincaré-sejtés bizonyítása motiválta azokat a tisztán matematikai kutatásokat a hetvenes és a nyolcvanas években, amelyek a formafejlődés modern geometriai elméletének alapjait lerakták. Találtak a formát jellemző több olyan mennyiséget, amely a vizsgált matematikai modellekben jól jellemezte a forma múltbéli fejlődését. Mivel azonban a geomorfológusok ezt az elméletet nem ismerték, és az elmélet közvetlenül nem is volt alkalmas a kopási folyamatok leírására, a matematikai áttörésnek hosszabb ideig nem volt hatása a geomorfológiára.

A Gömböc felfedezése irányította rá a figyelmet arra, hogy milyen szoros kapcsolat lehet egy geometriai forma és az azt jellemző mennyiség – a Gömböc esetén az egyensúlyi helyzetek száma – között – fogalmazott Domokos Gábor. Ezután kezdték  megismerni a formafejlődés modelljeit.

“Világossá vált, hogy a Poincaré-sejtés bizonyításával kapcsolatban publikált bizonyos eredményeket a kopás geometriáját leíró matematikai modellekre alkalmazva nagyon érdekes következtetéseket lehet levonni” – fűzte hozzá. Kun Ferenccel, a Debreceni Egyetem munkatársával közösen aztán igazolták, hogy a kavicsok alakfejlődésének kiindulását jelentő törmelék geometriáját univerzális törvényszerűségek írják le.

Több évi terep-, valamint a BME Morfológiai Laborban végzett munka után a magyar szakemberek kapcsolatba kerültek az amerikai űrkutatási hivatal Curiosity-projektjével. A NASA-program korábbi vezetője, John P. Grotzinger és kollégái segítettek a hatalmas adathalmazból megkeresni és értelmezni azokat az üledékes kavicsokat ábrázoló fényképeket, amelyek formájuk és származásuk miatt legjobban foglalkoztatták a planetológusokat.

A fényképből kinyert adatokat feldolgozva, összevetve őket földi terepi mérésekkel és laboratóriumi adatokkal, valamint a törmelékek geometriájára vonatkozó ismereteikkel és figyelembe véve a földitől eltérő marsi gravitációt, a kutatók igen jó becslést tudtak adni a kavicsok származási helyének távolságára, vagyis arra, hogy mennyit mozgatta őket a víz a bolygó felszínén. “Arra mutattunk rá, hogy a víz által szállított kavicsok szállítási távolsága megbecsülhető csupán a kavicsok alakja alapján” – idézte a magyar kutatókat a közlemény.

Az új, matematikai módszeren alapuló számítás igazolja a planetológiai szakértők korábbi találgatásait a kavicsok származási helyéről. A módszer lényege, hogy pusztán a formáról kapott – néha igen hiányos – információ alapján is lehet következtetni annak eredetére, múltjára. Ugyanezt a módszert földi viszonyok között, de akár más bolygók felszínét tanulmányozva is lehet alkalmazni a szakemberek szerint.

Forrás: MTI