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ERDE UND MARS
Was Rippel im Sand verraten können
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Leipzig
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11. Januar 2022

Ein Forschungsteam hat Sandwellen an verschiedenen Orten der Erde untersucht und dabei ein universelles Korngrößenverhältnis entdeckt, das es zukünftig erlauben könnte, aus Sandwellen auf die klimatischen Verhältnisse zu schließen. Dies ist nicht nur für die Klimaforschung auf der Erde von Interesse, sondern auch bei der Analyse von Sandstrukturen auf anderen Planeten.

Sand

Die Mischung macht’s: Megarippel in Sandwüsten (unten) haben eine windabhängig variable Sandzusammensetzung aus groben und feinen Körnern (oben). Ein darin verstecktes universelles Korngrößenverhältnis wurde jetzt erstmals nachgewiesen. Fotos: Hezi Yizhaq / Klaus Kroy   [Großansicht]

Ein interdisziplinäres Forschungsteam hat eine umfangreiche Sammlung von Sandproben aus sogenannten Megarippel-Feldern auf der ganzen Welt analysiert und dabei neue Erkenntnisse über die Kornzusammensetzung dieser Sandwellen erlangt. Diese könnten dazu beitragen, Debatten über den mechanistischen Ursprung einiger kürzlich entdeckter rätselhafter, außerirdischer Sandstrukturen beizulegen und die Rückschlüsse über Wetter- und Klimaereignisse der Vergangenheit aus Sedimentaufzeichnungen zu verbessern.

Megarippel sind Sandwellen mit Wellenlängen im Meterbereich, die zwischen gewöhnlichen Strandrippeln (Zentimeter) und Dünen (zehn bis 100 Meter) liegen. Sie werden häufig auf der Erde und auf dem Mars gefunden. Ihr Sand besteht aus einer einzigartigen Mischung grober und feiner Körner. "Diese Mischung sieht immer ähnlich aus, ist aber wegen der turbulenten Winde niemals identisch", erläutert Prof. Dr. Klaus-Dieter Kroy vom Institut für Theoretische Physik der Universität Leipzig, einer der Leiter der Studie.

In dieser Vielfalt hat das interdisziplinäre Team aus Geomorphologen und Physikern dreier Universitäten in Deutschland, Israel und China jetzt eine unerwartet einheitliche Signatur des zugrundeliegenden Sandtransportprozesses entdeckt, die jahrzehntelangen Feldstudien bisher entgangen war. Bei ihrer Analyse von Sandproben-Daten aus aller Welt verglichen die Forschenden die Häufigkeiten aller Größen beweglicher Körner und teilten den Durchmesser der gröbsten Körner sowie der am seltensten vorkommenden feinen Körner für jede Probe. Dabei sei eine überraschend konsistente Zahl herausgekommen, so Kroy. Mit ihr lasse sich nun sicherer entscheiden, welcher Kategorie die entdeckten Sandrippel zuzuordnen sind – wie von den theoretischen Berechnungen des Teams vorhergesagt – und durch welchen physikalischen Transportprozess sie entstanden sind.

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Das internationale Team hofft auch, dass seine Entdeckung in Zukunft dazu beitragen könnte, die Entstehung einiger mysteriöser neuer Sandwellen, die kürzlich auf dem Mars beobachtet wurden, besser erklären zu können. "Wenn wir die Entstehung und Wanderung terrestrischer und extraterrestrischer Sandwellen aus den vorherrschenden atmosphärischen Bedingungen erklären können, wäre dies ein wichtiger Schritt", so Katharina Tholen, Doktorandin an der Universität Leipzig und Erstautorin der Studie. "Dann wäre es vielleicht künftig möglich, die derzeit zu beobachtenden Sandstrukturen, etwa auf dem Mars oder in Versteinerungen und an abgelegenen Orten der Erde, als komplexe Archive früherer Klimabedingungen auszuwerten."

Über ihre Ergebnisse berichtet das Team in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Nature Communications erschienen ist.

Forum
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siehe auch
Mars Reconnaissance Orbiter: Mars-Dünen sind ständig in Bewegung - 4. Februar 2011
Links im WWW
Tholen, K. et al. (2022): Megaripple mechanics: bimodal transport ingrained in bimodal sands, Nat Commun, 13, 162
Universität Leipzig
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