Протягом багатьох років вчені розуміли, що в полярних районах Марса замерзлий вуглекислий газ (ака. Сухий лід) взимку покриває більшу частину поверхні. Навесні цей лід місцями сублімує, що спричиняє розтріскування льоду, а струми CO² розсипаються. Це призводить до утворення темних шанувальників і особливостей, відомих як "павуки", які є унікальними для південного полярного регіону Марса.
Протягом останнього десятиліття дослідники не бачили, як ці особливості змінюються з року в рік, де неодноразові відлиги призвели до їх зростання. Однак, використовуючи дані HiRISE-камери Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), дослідницькій групі з Університету Колорадо, Боулдера та Інституту планетарних наук в Арізоні вдалося вперше помітити кумулятивний ріст павука. від однієї весни до другої.
Павуки так називають через свою зовнішність, де на центральній ямі сходяться кілька каналів. З іншого боку, темні шанувальники - це плями з низьким вмістом альбедо, які темніші за навколишній крижаний покрив. Деякий час астрономи спостерігали ці особливості в південному полярному районі Марса, і було висунуто багато теорій щодо їх походження.
У 2007 році Х'ю Кіффер з Інституту космічних наук у Боулдері, штат Колорадо, теоретизував, що темні шанувальники та павуки пов’язані між собою, і що обидві риси були результатом весняних відлиг. Коротше кажучи, під час весняного сезону Марса - коли південний полярний регіон наражається більше сонячного світла - сонячні промені проникають у крижані покриви та прогрівають землю під ним.
Це призводить до того, що під льодом утворюються потоки газу, які створюють тиск, врешті-решт, лід розтріскується та спрацьовує гейзери. Ці гейзери відкладають мінеральний пил і пісок по всій поверхні вниз від виверження, в той час як тріщини в льоду зростають і стають видимими з орбіти. Хоча це пояснення було широко прийнято, вчені не змогли спостерігати за цим процесом у дії.
Використовуючи дані наукового експерименту візуалізації високої роздільної здатності MRO (HiRISE), дослідницька команда змогла помітити невеликі каналізовані корита в південному регіоні, які зберігалися та зростали протягом трьох років. Крім того, що дуже нагадував павутинний ландшафт, він знаходився поблизу темних фан-сайтів. З цього вони визначили, що вони стали свідками павука, який знаходився в процесі формування.
Як пояснила журналу Space Magazine електронною поштою доктор Ганна Портянкіна - науковий співробітник з Лабораторії фізики атмосфери та космічного простору в Університеті Колорадо, Боулдер та головний автор наукової роботи команди.
«Ми спостерігали різні зміни на поверхні, спричинені струменями СО2 раніше. Однак усі вони були або сезонними змінами поверхневого альбедо, як темні шанувальники, або вони були лише недовговічними і зникли наступного року, як борозни. Цього разу жолоби пробули протягом декількох років, і вони розвивають дендритний тип розширення - саме так, як ми очікуємо розвитку великих павуків ".
На північному полюсі Марса в минулому були помічені борозни, схожі на павутинну місцевість, що збігалася з марсіанською весною. У цей час вчені, використовуючи дані інструменту HiRISE, повідомили, що бачили невеликі борозни на піщаних дюнах, де виверження осадили темні вентилятори. Однак у типових для північних борозен це були непостійні щорічні явища, зникаючі, коли літні вітри осідали в них пісок.
На противагу цьому, корита, які доктор Портянкіна та її група спостерігали у південному полярному регіоні, були стійкими протягом трирічного періоду. За цей час ці риси розширили і розвинули нові «притоки», утворюючи дендритну картину, що нагадувала марсіанського павука. З цього вони дійшли висновку, що спостережувані раніше північні борозни мають ту саму причину - т. Е. Сублімація, що спричиняє гасіння.
Однак вони також дійшли висновку, що північні борозни з часом не розвиваються через високу рухливість дюнового матеріалу в північній полярній області. Різниця, здається, зводиться до наявності ерозивного піщаного матеріалу на півночі та півдні, що створює (або запускає) ерозивний процес, що призводить до утворення павукоподібних жолобів - що і поштовх відіграє процес, але може також стерти його.
"У багатьох місцях південних полярних регіонів із сезонними темними вентиляторами немає видимих покладів піску", - сказала доктор Портянкіна. "Темні вентилятори в цих місцях можуть бути лише сумішшю реголіту та пилу, або навіть просто пилом самостійно - як це є насправді скрізь на Марсі ... [T] місця шлангів із піском зазнають більш високої ерозії просто тому, що є зернистий матеріал в потоці газу. В основному, це старий простий піскоструминний інструмент. Це означає, що вирізати павуків у цих місцях повинно бути простіше та швидше ».
Іншими словами, там, де пісок знаходиться під льодовим покривом, земля під ним, швидше за все, буде більш скелястою (тобто важче)> Формування павутинної місцевості може вимагати, щоб земля під льодом була досить м'якою, щоб її вирізали, але не так нещільно, що вона поповнить канали протягом одного сезонного циклу. Коротше кажучи, формування павутинної місцевості, схоже, залежить від різниці в складі поверхні між полюсами.
Крім того, з накопичених багаторічних даних HiRISE, доктор Портянкіна та її команда також змогли оцінити поточну швидкість ерозії в південному полярному регіоні Марса. Зрештою, вони підрахували, що меншим павукоподібним борознам знадобиться тисяча марсіанських років (близько 1900 земних років), щоб стати повномасштабним павуком.
Це дослідження, безумовно, важливе, оскільки розуміння того, наскільки сезонні зміни та сучасні ерозії призводять до створення нових топографічних особливостей, важливо, коли мова йде про розуміння процесів, що формують полярні райони Марса. По мірі того, як ми наближаємось і наближаємось до дня, коли командировані місії та навіть поселення стають реальністю, знаючи, як ці процеси формують планету, будуть основоположними для того, щоб рухати справи на Марсі.
