בדצמבר 2015 רכב החלל "קיוריוסיטי" של נאס"א צילם גלוני חול במכתש Gale במאדים- תבניות מרהיבות הנוצרות על ידי פעולת הרוח על גרגרי החול. גלוני חול (מלשון "גל") הם תופעה נפוצה במאדים וגם בכדור הארץ, באזורי דיונות חול ועל חוף הים. אלא שהתמונות במאדים הראו תבניות מאוד שונות ומסקרנות: גלונים גדולים בגודל מטר, ועליהם גלונים קטנים בקנה במידה של עשרה ס"מ. התגלית הזאת ריגשה חוקרים משום ששילוב שתי סקאלות שונות של תבניות החול טרם נראה בכדור הארץ. למעשה, התגלית הזאת הולידה תעלומה: איך נוצרו תבניות החול הללו?
חוקרים נטו להניח כי תנאים שונים בכדור הארץ ומאדים הם אלה שמאפשרים התפתחות תבניות שונה כל כך, אך מחקר בינלאומי חדש בהובלת אוניברסיטת בן-גוריון בנגב איתגר את התיאוריה הזו והראה כי ניתן להציע תיאוריה מאוחדת שתסביר את היווצרותם על שני כוכבי הלכת.
שני עולמות – שונים אך דומים
כדי להסביר את תבניות החול המשונות שהתגלו במאדים, חוקרים טענו עד היום כי הגלונים הגדולים נוצרו עקב אי-יציבות הידרודינמית, בדומה לגלונים שנוצרים בכדור הארץ מתחת לפני המים, ואילו הגלונים הקטנים על גביהם, הם ערימות שנוצרות מגרגירי חול המוסעים על ידי הרוח המאדימית. צריך להבין כי הלחץ האטמוספרי במאדים קטן פי 100 מזה שבכדור הארץ. הרוחות שם קלושות יחסית, ולא משבשות את הגלונים הגדולים בעת שהן יוצרות את התבניות הקטנות על גביהם. זו הסיבה שהחוקרים סברו שתבניות אלה ייחודיות למאדים, ולא יתכנו בכדור הארץ.
את ההשערה הזו ניסתה לבדוק קבוצת מחקר בינלאומית, הכוללת מדענים מדנמרק, גרמניה, איטליה, סין וארה"ב, בהובלת פרופ' פרופ' חזי יצחק, הגאוגרף פרופ' יצחק קטרה והדוקטורנט ליאור סבן מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב. לשם כך, הם פיתחו סדרת ניסויים במנהרות רוח בשילוב מודל מתמטי חדשני. מנהרות הרוח נועדו להשוות בין הלחץ האטמוספרי בכדור הארץ לבין זה שבמאדים. המדענים אף השתמשו בכדורי זכוכית זעירים במיוחד (90 מיקרון) כדי לדמות את החול מאדים לעומת זה שבכדור הארץ (250 מיקרון בממוצע). כך הם יכלו לבחון כיצד גודל הגרגיר, לחץ האוויר ומהירות הרוח משפיעים על ממדי הגלונים.
הלכה למעשה, החוקרים הצליחו לשחזר תבנית דומה לזו שהתגלתה על פני המאדים, בתנאי האוויר של כדור הארץ – רק בסקאלה קטנה יותר: גלונים גדולים עם אורך גל של כ- 10 ס"מ ועליהם גלונים קטנים עם אורך גל של 1 ס"מ. על פי המודל החדש הגלונים הגדולים נוצרים מאי יציבות הידרודינמית בעוד הקטנים הם גלונים רגילים. אי לכך, נראה שפעולת הרוח על גרגרי החול במאדים דומה במידה מסוימת לפעולת זרימת מים על פני החול בכדור הארץ.
צריך לזכור כי תנאי מאדים הם שונים מאוד מאלה שבכדור הארץ. האסטרונאוטים שינחתו על מאדים יאלצו להתמודד עם תנאים שונים מאוד מאלה שבכדור הארץ, עם מדבר מאובק בהרבה מכל מדבר ארצי. "הבנת הפיזיקה של תנועת החול על ידי הרוח חשובה להבנת תהליכי עיצוב נוף בכדור הארץ ובמאדים, בייחוד בהיבט של הקמת מושבות מאוישות עתידיות במאדים", הסביר פרופ' חזי יצחק. "אזורים גדולים במאדים נתונים להשפעה של סופות חול ואבק ולכן הבנה של תהליכים אלו תסייע למתיישבים הראשונים להתמודד טוב יותר עם הסביבה המאתגרת של מאדים".
פרופ' יצחק הוסיף כי מדהים להציע תיאוריה חדשה בתחום שאותו הוא חוקר כבר יותר מ-20 שנה. "כמובן, יש להמשיך ולחקור את הנושא באמצעות ניסויים מבוקרים נוספים", הוא הוסיף, "אולם זה מרגש למצוא על כדור הארץ את מה שניתן לראות בבירור על מאדים".
ממצאי המחקר פורסמו בכתב העת היוקרתי Nature Geoscience.