Tänk dig att mumla en flod som strömmar över stenar och småstenar - strömmen bär ibland stenar framåt längs kanalen.
Föreställ dig nu den här scenen på Mars.
Enligt en ny studie är detta inte fiktion. En ny studie studerade modellen av erosion av stenar på Mars och bestämde att de transporterade vatten i cirka 30 mil på den röda planeten.
Enligt de senaste uppgifterna från Mars kan vi anta att planeten idag har en liten mängd flytande vatten. Denna studie bygger på en detaljerad analys av bilder som tagits från NASAs Mars Curiosity Rover 2012 och talar om en mycket fuktigare värld med nuvarande floder på världens tidigare planet.
På bilderna av roveren kan ses de små stenarna på planeten, och med en ovanligt jämn och rundad form. Enligt geofysiker Douglas Dzherolmak och hans kollega Gabor Domokos, matematiker vid Budapests Tekniska Högskola, var detaljerna i bergformerna tillräckliga för att förstå deras historia.
"Tusentals år sedan reflekterade Aristoteles på stenarna på stranden, och hur det är avrundat. Men tills nyligen var beskrivningen av pebbleformen inte korrekt, och vi hade ingen grundläggande förståelse för avrundningsprocessen ", säger Jerolmak, docent vid Institutionen för jord- och miljövetenskap vid Penn School of Arts and Sciences. Hur kan formen av en pebble själv avslöja sitt förflutna? Svaret är i matematik.
Medan Jerolmak analyserade geofysiken hos Mars 'pebbles, gjorde Domokos några avgörande slutsatser utifrån sin tidigare forskning om den direkta sambandet mellan ett objekts rörelse och dess form. Eftersom stenar är föremål för naturlig nötning kunde Domokos komma fram till en geometrisk modell som visar hur stenen och formen förändras relativt ett annat föremål med liknande dimensioner.
Teamet testade den geometriska modellen på de data som samlades in av dem för sina tester av terrestrisk erosion. Först roterade de kalkstenfragment i en trumma i laboratoriet och registrerade förändringar i form av stenarna och viktminskning över tiden. De utforskade sedan stenar och stenar i ett berg flod i Puerto Rico.
"Vi började i de övre delarna, där bitar av sten bröt ut från väggarna och gick nedströms", sa Jerolmak. "Hos några hundra meter fick vi tusentals stenar, tog bilder av sina silhuetter och registrerade vikt."
Slutligen utförde de en liknande analys av sedimentet från konerna vid munningen av en canyon i New Mexico. Dessa egenskaper hos fläktformade sedimentmönster liknar Mars, där bilder av småsten togs av nyfikenhetens rover. Uppgifterna för alla tre markbaserade experimenten överensstämde med den geometriska modellen som utvecklats av Domokos - de visade att det är säkert att använda modellen för att bestämma avståndet för rörelser av stenar enbart på grundval av dess form.
Genom att tillämpa modellen av Domokos på konturinformationen från stenarna i Mars bestämde laget att stenarna förlorade omkring 20 procent av volymen. Efter ändringen (minskning) av Mars gravitationskraft kunde de beräkna att småstenarna reste ca 50 kilometer eller cirka 30 mil från deras källa.
Vad kan den här källan vara? Baserat på Jerolmaks uppskattningar av bergskomposition och andra data, såsom riktningen av vattenflödet, antas att källan var en krater belägen cirka 30 kilometer bort (i en rak linje).
Lagets arbete är viktigt att inte bara hävda om Mars långa floder, men också för teknik som kunde tillämpas på de stenar som finns här, hemma - och långt borta på andra planeter.
"Nu har vi ett nytt verktyg som kan användas för att återställa gamla miljöer på jorden, Mars och andra planetliknande kroppar", sa Jerolmak.
