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Pressurized groundwater outflow experiments and numerical modeling for outflow channels on Mars

Marra, W. und Hauber, E. und McLelland, S.J. und Murphy, B.J. und Parsons, D.R. und Conway, S. und Roda, M. und Govers, R. und Kleinhans, M. (2014) Pressurized groundwater outflow experiments and numerical modeling for outflow channels on Mars. Journal of Geophysical Research: Planets, 119. Wiley. doi: 10.1002/2014JE004701. ISSN 2169-9097.

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Offizielle URL: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2014JE004701/abstract

Kurzfassung

The landscape of Mars shows incised channels that often appear abruptly in the landscape, suggesting a groundwater source. However, groundwater outflow processes are unable to explain the reconstructed peak discharges of the largest outflow channels based on their morphology. Therefore, there is a disconnect between groundwater outflow processes and the resulting morphology. Using a combined approach with experiments and numerical modeling, we examine outflow processes that result from pressurized groundwater. We use a large sandbox flume, where we apply a range of groundwater pressures at the base of a layer of sediment. Our experiments show that different pressures result in distinct outflow processes and resulting morphologies. Low groundwater pressure results in seepage, forming a shallow surface lake and a channel when the lake overflows. At intermediate groundwater pressures, fissures form and groundwater flows out more rapidly. At even higher pressures, the groundwater initially collects in a subsurface reservoir that grows due to flexural deformation of the surface. When this reservoir collapses, a large volume of water is released to the surface. We numerically model the ability of these processes to produce floods on Mars and compare the results to discharge estimates based on previous morphological studies. We show that groundwater seepage and fissure outflow are insufficient to explain the formation of large outflow channels from a single event. Instead, formation of a flexure-induced subsurface reservoir and subsequent collapse generates large floods that can explain the observed morphologies of the largest outflow channels on Mars and their source areas.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/94205/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Pressurized groundwater outflow experiments and numerical modeling for outflow channels on Mars
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Marra, W.Faculty of Geosciences, Universiteit Utrecht, Netherlands,NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hauber, E.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
McLelland, S.J.Dep. of Geography Environment and Earth Sciences, University of Hull, United KingdomNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Murphy, B.J.Dep. of Geography Environment and Earth Sciences, University of Hull, United KingdomNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Parsons, D.R.Dep. of Geography Environment andEarth Sciences, University of Hull, United KingdomNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Conway, S.Dep. of Physical Sciences, The Open University, Milton Keynes, United KingdomNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roda, M.Faculty of Geosciences, Universiteit Utrecht, NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Govers, R.Faculty of Geosciences, Universiteit Utrecht, NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kleinhans, M.Faculty of Geosciences, Utrecht University, Utrecht, The NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2014
Erschienen in:Journal of Geophysical Research: Planets
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:119
DOI:10.1002/2014JE004701
Verlag:Wiley
ISSN:2169-9097
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Mars, water, groundwater, channels, valleys, experiments, modeling
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt MARS-EXPRESS / HRSC (alt)
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Planetengeologie
Hinterlegt von: Hauber, Ernst
Hinterlegt am:07 Jan 2015 10:36
Letzte Änderung:28 Feb 2023 14:56

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