С момента их открытия в 2003 году с помощью снимков орбитальных аппаратов ученые поражались странным паукообразным формам, разбросанным по южному полушарию Марса. До сих пор никто точно не знает, как возникают эти геологические образования. Эти разветвленные структуры могут растягиваться более чем на километр и состоят из сотен "ног", расходящихся от центральной точки. Эти образования называют аранеиформной местностью, и они часто образуют целые скопления, придавая поверхности Марса морщинистый вид.
Одна из ведущих теорий гласит, что эти формы созданы процессами, связанными с углекислым льдом, который на Земле не встречается в естественном виде. В новом исследовании, описанном в журнале The Planetary Science Journal, ученым удалось впервые воссоздать подобные процессы в условиях, приближенных к марсианским. Лорен МакКеон из Лаборатории реактивного движения NASA (JPL) рассказала, что пауки сами по себе представляют собой удивительное природное явление.
Исследование подтверждает модель Киффера: солнечные лучи нагревают марсианскую почву под прозрачными слоями углекислого льда, который накапливается зимой. Почва, будучи темнее льда, нагревается быстрее и начинает сублимировать лед, превращая его в углекислый газ, минуя жидкую фазу. Когда давление газа подо льдом становится слишком большим, лед трескается, выпуская газ вместе с темной пылью и песком, которые оседают на поверхности.
Когда зима сменяется весной и лед сублимируется, остаются «паукообразные» следы от этих мини-извержений.
Самой сложной частью эксперимента для МакКеон и её команды было создание условий, максимально похожих на марсианские: низкое атмосферное давление и экстремально низкие температуры, достигающие -185 °C. Для этого они использовали испытательную камеру DUSTIE, охлажденную жидким азотом. Камера, размером с винную бочку, была ранее использована для тестирования инструментов марсохода NASA Phoenix.
В процессе эксперимента имитатор марсианского грунта охлаждали в камере, заполняли углекислым газом, который затем конденсировался в лёд. Потребовалось несколько попыток, прежде чем МакКеон удалось создать достаточно прозрачный и прочный лёд для тестирования. Когда они нагрели почву подо льдом, газ начал пробиваться наружу, и Лорен, наблюдая за этим процессом, была в восторге.
В ходе экспериментов ученые столкнулись с неожиданным открытием: лёд также образовался между частицами грунта, что привело к его растрескиванию. Этот процесс может объяснить трещиноватую структуру марсианских пауков.
В будущем исследователи планируют повторить эксперименты, используя имитацию солнечного света вместо нагревателей, чтобы сузить диапазон условий, при которых могут образовываться эти шлейфы и выбросы пыли.
Тем не менее, остается много вопросов: почему пауки образуются только в некоторых местах Марса? И почему они не увеличиваются с течением времени, несмотря на сезонные изменения? Возможно, эти образования сохранились со времен, когда климат Марса был другим, и могут дать уникальные данные о прошлом планеты.
На данный момент лабораторные эксперименты — это максимум, что могут сделать ученые. Марсоходы Curiosity и Perseverance находятся в других частях планеты, вдали от южного полушария, где встречаются эти структуры. Миссия Phoenix, работавшая в северном полушарии, длилась всего несколько месяцев, пока аппарат не вышел из строя из-за сильных морозов и недостатка солнечного света.
