火星与地球上沙中砾石的多样模式

在火星上，沙丘地带与从轨道上常见的普遍坑洼、岩石地形形成鲜明对比。在赤道附近的盖尔陨石坑内，漫游车“好奇号”传回的图像同样揭示了更小尺度上的有序性：沙丘上的波纹以及散布在各处的地面模式。这些模式包括相对不显眼的形态：在米尺度的风沙区域上均匀分布的砾石大小的岩石（称为碎屑）。在此，我们定量地考察了火星和地球上的数个此类区域。这些区域的有序程度显著高于随机预期。此外，许多区域呈超均匀态，这是一种近期在多种活性物质和生物系统中被识别出的自组织状态，但对行星表面而言似乎是全新的。我们利用数值模拟研究了多样的碎屑分布——从随机和超均匀色散到明显的排列——如何能自发地从重力诱导的碎屑位移与风驱动的地表演化、沙粒输运及波纹迁移的结合中产生。本文强调了至少在两颗行星上除明显几何模式之外易被忽视的自组织模式，且这些模拟有助于理解编码在碎屑区域中的信息。此外，我们的方法和发现对地球上具有全球意义问题的研究具有潜在的定量启示，包括大面积地区向大气的粉尘排放。