Джерело: phys.org
Ці утворення, які мають павукоподібні форми, виникають через вплив газоподібного діоксиду вуглецю. Ця фотографія, зроблена в 2009 році апаратом NASA Mars Reconnaissance Orbiter, демонструє декілька таких характерних утворень на площі шириною 1,2 кілометри. Дослідження на Землі підтвердили, як ці загадкові геологічні утворення на Червоній планеті утворюються під впливом вуглекислого газу.
З часу відкриття цих формацій у 2003 році за допомогою знімків орбітальних апаратів, науковці захоплено вивчають ці розгалужені структури, що простягаються південними регіонами Марса. Кожна з цих павукоподібних формацій може досягати понад 1 кілометр в довжину, утворюючи сотні тонких "ніг". Основна теорія полягає в тому, що ці утворення виникають внаслідок процесів, пов'язаних із замерзлим діоксидом вуглецю, який природним чином не зустрічається на Землі. Завдяки експериментам, описаним у новій статті, опублікованій у The Planetary Science Journal, науковці вперше змогли відтворити ці процеси у лабораторних умовах, імітуючи марсіанські температури та тиск.
"Ці павукоподібні утворення — дивовижні та гарні геологічні особливості самі по собі," — зазначила Лорен МакКіоун з Лабораторії реактивного руху NASA в Південній Каліфорнії. "Ці експерименти допоможуть нам налаштувати наші моделі того, як вони утворюються."
Дослідження підтверджують кілька процесів формування, описаних так званою моделлю Кіффера. Сонячне світло нагріває ґрунт, коли світить крізь прозорі плити діоксиду вуглецю, що накопичуються на поверхні Марса кожної зими. Ґрунт поглинає тепло, і це призводить до того, що лід під ним перетворюється безпосередньо на газоподібний діоксид вуглецю в процесі, який називається сублімацією. Коли газ накопичується під тиском, марсіанський лід тріскається, дозволяючи газу виходити. Під час руху вгору газ несе з собою потік темного пилу та піску з ґрунту, що осідає на поверхні льоду.
Згідно з цією теорією, коли зима змінюється весною і залишки льоду сублімують, на поверхні залишаються ці павукоподібні сліди від невеликих вивержень.
Для МакКіоун та її співавторів найважчим етапом експериментів було відтворення умов, що існують на марсіанській полярній поверхні: надзвичайно низького тиску та температур до мінус 185 градусів Цельсія. Для цього МакКіоун використовувала спеціальну камеру, охолоджену рідким азотом, в Лабораторії реактивного руху NASA, яка називається "Брудний підвакуумний симуляційний тестовий стенд для крижаних середовищ" (DUSTIE).
"Я люблю DUSTIE. Вона історична," — зазначила МакКіоун, вказуючи на те, що ця камера розміром з винну бочку була використана для тестування прототипу інструменту для буріння, призначеного для марсохода Phoenix.
Після отримання льоду з необхідними властивостями в камері був розміщений нагрівач під симулянтом ґрунту, щоб нагріти його та викликати тріщини в льоду. МакКіоун була в захваті, коли вона побачила викид газу, що проривається крізь симулянт ґрунту.
Експерименти показали, що павукоподібні утворення на Марсі мають набагато складнішу природу, ніж припускала модель Кіффера. Було виявлено, що лід формувався між частинками симулянта ґрунту, а потім розтріскував його. Цей альтернативний процес може пояснити, чому "павуки" мають більш "тріщинуватий" вигляд.
"Це одна з тих деталей, яка показує, що природа трохи безладніша, ніж підручниковий образ," — зазначила Серіна Дініега з Лабораторії реактивного руху NASA, співавторка статті.
Після успішного відтворення викидів газу в лабораторії наступний крок — провести ті ж експерименти, використовуючи імітацію сонячного світла зверху, замість нагрівача знизу. Це допоможе вченим краще зрозуміти діапазон умов, за яких утворюються ці павукоподібні структури.
Поки що експерименти в лабораторії залишаються найближчим способом дослідження цих марсіанських утворень, оскільки поточні марсоходи працюють далеко від південної півкулі, де спостерігаються ці формації.
