Источник: phys.org
Эти образования, которые имеют паукообразные формы, возникают из-за воздействия газообразного диоксида углерода. Эта фотография, сделанная в 2009 году аппаратом NASA Mars Reconnaissance Orbiter, демонстрирует несколько таких характерных образований на площади шириной 1,2 километра. Исследования на Земле подтвердили, как эти загадочные геологические образования на Красной планете образуются под воздействием углекислого газа.
С момента открытия этих формаций в 2003 году с помощью снимков орбитальных аппаратов, ученые увлеченно изучают эти разветвленные структуры, простирающиеся южными регионами Марса. Каждая из этих паукообразных формаций может достигать более 1 километра в длину, образуя сотни тонких "ног". Основная теория заключается в том, что эти образования возникают в результате процессов, связанных с замерзшим диоксидом углерода, который естественным образом не встречается на Земле. Благодаря экспериментам, описанным в новой статье, опубликованной в The Planetary Science Journal, ученые впервые смогли воспроизвести эти процессы в лабораторных условиях, имитируя марсианские температуры и давление.
"Эти паукообразные образования - удивительные и красивые геологические особенности сами по себе," - отметила Лорен МакКиоун из Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии. "Эти эксперименты помогут нам настроить наши модели того, как они образуются."
Исследования подтверждают несколько процессов формирования, описанных так называемой моделью Киффера. Солнечный свет нагревает почву, когда светит сквозь прозрачные плиты диоксида углерода, накапливающиеся на поверхности Марса каждую зиму. Почва поглощает тепло, и это приводит к тому, что лед под ней превращается непосредственно в газообразный диоксид углерода в процессе, называемом сублимацией. Когда газ накапливается под давлением, марсианский лед трескается, позволяя газу выходить. Во время движения вверх газ несет с собой поток темной пыли и песка из грунта, который оседает на поверхности льда.
Согласно этой теории, когда зима сменяется весной и остатки льда сублимируются, на поверхности остаются эти паукообразные следы от небольших извержений.
Для МакКиоун и ее соавторов самым трудным этапом экспериментов было воссоздание условий, существующих на марсианской полярной поверхности: чрезвычайно низкого давления и температур до минус 185 градусов Цельсия. Для этого МакКиоун использовала специальную камеру, охлажденную жидким азотом, в Лаборатории реактивного движения NASA, которая называется "Грязный подвакуумный симуляционный тестовый стенд для ледяных сред" (DUSTIE).
"Я люблю DUSTIE. Она историческая," - отметила МакКиоун, указывая на то, что эта камера размером с винную бочку была использована для тестирования прототипа инструмента для бурения, предназначенного для марсохода Phoenix.
После получения льда с необходимыми свойствами в камере был размещен нагреватель под симулянтом грунта, чтобы нагреть его и вызвать трещины во льду. МакКиоун была в восторге, когда она увидела выброс газа, прорывающегося сквозь симулянт грунта.
Эксперименты показали, что паукообразные образования на Марсе имеют гораздо более сложную природу, чем предполагала модель Киффера. Было обнаружено, что лед формировался между частицами симулянта грунта, а затем растрескивал его. Этот альтернативный процесс может объяснить, почему "пауки" имеют более "трещиноватый" вид.
"Это одна из тех деталей, которая показывает, что природа немного беспорядочнее, чем учебниковый образ," - отметила Серина Диниега из Лаборатории реактивного движения NASA, соавтор статьи.
После успешного воссоздания выбросов газа в лаборатории следующий шаг - провести те же эксперименты, используя имитацию солнечного света сверху, вместо нагревателя снизу. Это поможет ученым лучше понять диапазон условий, при которых образуются эти паукообразные структуры.
Пока что эксперименты в лаборатории остаются ближайшим способом исследования этих марсианских образований, поскольку текущие марсоходы работают далеко от южного полушария, где наблюдаются эти формации.
Пока что эксперименты в лаборатории остаются ближайшим способом исследования этих марсианских образований.
