В течение многих лет ученые понимали, что в полярных регионах Марса замороженная двуокись углерода (или сухой лед) покрывает большую часть поверхности в течение зимы. Весной этот лед местами сублимируется, что приводит к растрескиванию льда и выбросу СО2. Это приводит к образованию темных вееров и черт, известных как «пауки», которые являются уникальными для южной полярной области Марса.
В течение последнего десятилетия исследователи не видели, как эти особенности менялись из года в год, когда повторные оттепели приводили к их росту. Однако, используя данные камеры HiRISE Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), исследовательской группе из Университета Колорадо, Боулдера и Института планетарных наук в Аризоне впервые удалось обнаружить совокупный рост паука. из одной весны в другую.
Пауки названы так из-за их внешнего вида, когда несколько каналов сходятся в центральной яме. Темные вееры, с другой стороны, представляют собой пятна с низким альбедо, которые темнее, чем окружающий ледяной покров. В течение некоторого времени астрономы наблюдали эти особенности в южной полярной области Марса, и было выдвинуто множество теорий относительно их происхождения.
В 2007 году Хью Киффер из Института космических наук в Боулдере, штат Колорадо, предположил, что темные вееры и пауки связаны между собой, и что обе эти характеристики были результатом весенних оттепелей. Короче говоря, во время весеннего сезона Марса - когда южная полярная область подвергается большему количеству солнечного света - солнечные лучи проникают сквозь ледяной покров и нагревают землю под ним.
Это приводит к образованию газовых потоков подо льдом, которые создают давление, что в конечном итоге приводит к растрескиванию льда и запуску гейзеров. Эти гейзеры откладывают минеральную пыль и песок по поверхности по ветру от извержения, в то время как трещины во льду растут и становятся видимыми с орбиты. Хотя это объяснение было широко признано, ученые не смогли наблюдать этот процесс в действии.
Используя данные научного эксперимента по визуализации высокого разрешения MRO (HiRISE), исследовательская группа смогла обнаружить впадины с небольшими каналами в южном регионе, которые сохранились и росли в течение трехлетнего периода. В дополнение к очень похожему на паутинный ландшафт, это было в непосредственной близости от темных мест поклонника. Из этого они определили, что они были свидетелями паука, который находился в процессе формирования.
Как д-р Ганна Портянкина - исследователь из Лаборатории физики атмосферы и космоса в Университете Колорадо, Боулдер, и ведущий автор исследовательской работы команды - объяснила Space Magazine по электронной почте,
«Ранее мы наблюдали различные изменения поверхности, вызванные струями СО2. Однако все они были либо сезонными изменениями поверхностного альбедо, как темные вееры, либо они были недолговечными и исчезли в следующем году, как борозды. На этот раз впадины оставались в течение нескольких лет, и у них развивается дендритный тип растяжения - именно так, как мы ожидаем, что крупные пауки будут развиваться ».
В прошлом борозды, похожие на рельеф местности, были замечены на северном полюсе Марса, что совпало с марсианской весной. В этих случаях ученые, использующие данные с прибора HiRISE, сообщали о том, что видели маленькие борозды на песчаных дюнах, где извержения образовывали темные вееры. Однако в том, что характерно для северных борозд, это были непостоянные ежегодные явления, исчезающие, когда летние ветры откладывали в них песок.
Напротив, впадины, которые доктор Портянкина и ее команда наблюдали в южной полярной области, были устойчивыми в течение трехлетнего периода. В течение этого времени эти особенности расширялись и развивались новые «притоки», образуя дендритный узор, напоминающий марсианского паука. Из этого они пришли к выводу, что ранее наблюдаемые северные борозды имеют одну и ту же причину - то есть сублимацию, вызывающую выделение газа.
Однако они также пришли к выводу, что северные борозды не развиваются со временем из-за высокой подвижности материала дюн в северной полярной области. Разница, по-видимому, сводится к наличию эрозионного песчаного материала на севере и юге, который создает (или запускает) эрозионный процесс, который приводит к образованию паукообразных впадин, которые одновременно запускают процесс, но могут и сотри это.
«Во многих местах в южных полярных регионах с сезонными темными веерами нет видимых отложений песка», - сказала доктор Портянкина. «Темные вентиляторы в этих местах могут быть только смесью реголита и пыли, или даже просто пыли сами по себе - так как это действительно везде на Марсе… [T] участки шлангов, где есть песок, будут подвергаться более высокой эрозии просто из-за наличия гранулированного материала в потоке газа. В основном это старая простая пескоструйная обработка. Это значит, что в этих местах резать пауков должно быть проще и быстрее ».
Другими словами, если под ледяным покровом существует песок, грунт под ним, вероятно, будет каменистым (т. Е. Более твердым).> Для формирования местности паука может потребоваться, чтобы грунт под льдом был достаточно мягким, чтобы его можно было вырезать, но это не так. потерять, что он будет пополнять каналы в течение одного сезонного цикла. Короче говоря, формирование рельефа местности, по-видимому, зависит от различий в составе поверхности между полюсами.
Кроме того, благодаря многолетним данным HiRISE, которые были получены, д-р Портянкина и ее команда также смогли измерить текущий уровень эрозии в южной полярной области Марса. В конечном счете, они подсчитали, что более мелким паукообразным бороздам потребуется тысяча марсианских лет (около 1900 земных лет), чтобы стать полноразмерным пауком.
Это исследование, безусловно, важно, поскольку понимание того, как сезонные изменения и современная эрозия приводят к созданию новых топографических особенностей, важно, когда речь идет о понимании процессов, формирующих полярные области Марса. По мере того, как мы приближаемся к тому дню, когда командные миссии и даже поселения становятся реальностью, знание того, как эти процессы формируют планету, будет иметь основополагающее значение для развития событий на Марсе.
