Ученые из NASA провели исследование, в результате которого стало известно, как на поверхности Красной планеты формируются небольшие темные объекты, напоминающие пауков. Инновационный эксперимент, выполненный в лабораторных условиях, позволил воспроизвести процессы, которые можно наблюдать на марсианской поверхности зимой и весной.
Холодная и разреженная атмосфера не мешает марсианской поверхности поражать ученых причудливыми образованиями. Особый интерес вызывают так называемые «пауки» — таинственные темные пятна, напоминающие веера и гало, которые возникают и исчезают в течение года.
Разработанная в прошлом веке планетологом Хью Кифером модель формирования поверхностных образований объясняет, как сезонные колебания температуры вызывают образование льда на поверхности и его последующую сублимацию (переход из твердого состояния в газообразное). Ранее у этой модели не было лабораторного подтверждения.
Недавно группа ученых под руководством Лорен МакКиоун из NASA смогла повторить ключевые элементы модели Кифера в ходе лабораторных испытаний. О результатах этой работы, опубликованной в журнале The Planetary Science Journal, полученные результаты подтвердили заключения планетолога и содержат свежие сведения о явлениях, происходящих на поверхности Красной планеты в зимний и весенний периоды.
В зимний период углекислый газ из атмосферы замерзает на поверхности, создавая прозрачный слой льда. С приходом весны, когда солнечные лучи проникают сквозь этот слой, почва нагревается, вызывая сублимацию льда. Этот процесс создает давление, которое приводит к высвобождению газа и пыли в атмосферу, формируя структуры, напоминающие пауков.
«По мнению авторов недавнего исследования, процесс разрушения поверхности активными потоками углекислого газа может оказаться более комплексным, чем предполагалось в первоначальной модели. Помимо образования структур, напоминающих «пауков», он способен влиять на формирование других характерных марсианских форм рельефа, таких как полигональные ландшафты.
Наибольшие трудности при проведении эксперимента вызвала необходимость воспроизведения условий, свойственных поверхности Марса. Чтобы обеспечить точность, исследователи поместили грунт, имитирующий марсианский состав, в вакуумную камеру, понизили его температуру до значений, наблюдаемых на Марсе, и расположили сверху слой сухого льда (CO2). После этого они начали нагревать лед из нижней части.
Под воздействием тепла на поверхности грунта появлялись трещины и сложные узоры, визуально схожие с «пауками» на Марсе. Исследователи указали, что эти трещины образуются вследствие разрушения поверхности газовыми потоками, возникающими при сублимации CO2 из-под льда, что соответствует модели Кифера.
Также полученные данные демонстрируют сезонные колебания на Марсе и представляют собой значимый вклад в изучение происходящих на его поверхности явлений.