В 2003 году странные особенности на поверхности Марса заставили ученых «паучьи чувства» покалывать, когда они их увидели. Именно тогда на снимках с Mars Reconnaissance Orbiter появились необычные «анареиформные» рельефы. Они возвращались каждый год, распространяясь по поверхности южного полушария.
Сначала никто не знал, что вызвало эти странные морщинистые паукообразные образования. Теперь исследователи НАСА продублировали их в лаборатории, чтобы объяснить их существование. Однако, без сомнения, эти марсианские пауки выглядят странно. Некоторые из них простираются на километр и обычно появляются группами.
Поскольку углекислый газ распространен на Марсе, ученые решили, что он как-то связан с созданием этих странных образований. Они использовали «модель Киффера», чтобы углубиться в историю марсианских пауков. Эта модель объясняет, как ледяные плиты углекислого газа под поверхностью захватывают газ, когда он сублимируется (превращается в газ), обычно весной в южном полушарии.
Солнечный свет нагревает поверхность и просвечивает сквозь прозрачные плиты углекислого газа. Эти слои льда накапливаются каждую зиму. Почва подо льдом поглощает тепло от Солнца и заставляет ближайший к ней лед сублимироваться. Давление газа нарастает, что приводит к растрескиванию льда и позволяет газу выходить. Просачиваясь вверх, газ уносит с собой поток темной пыли и песка из почвы, который оседает на поверхности льда. Эти отложения принимают форму паукообразных форм рельефа.
Подтверждение существования марсианских пауков
Чтобы выяснить, является ли этот процесс причиной появления марсианских пауков, ученые из NASA JPL под руководством Лорен МакКеон решили смоделировать условия Марса в своей лаборатории. «Пауки сами по себе являются странными и красивыми геологическими образованиями», — сказала МакКеон. «Эти эксперименты помогут настроить наши модели на то, как они формируются».
Не то чтобы легко было воспроизвести Марс на Земле, даже в строгих лабораторных условиях. Для Мак-Кьюн и ее команды самым сложным было воссоздать условия, обнаруженные на полярной поверхности Марса. В этом регионе наблюдается чрезвычайно низкое давление воздуха. Сезонные изменения снижают температуру воздуха и поверхности до холодных -301 градуса по Фаренгейту (минус 185 градусов по Цельсию). Чтобы это сработало, команда использовала охлаждаемую жидким азотом испытательную камеру в JPL — Dirty Under-vacuum Simulation Testbed for Icy Environments, или DUSTIE.
«Я люблю DUSTIE. Это историческое событие», — сказал МакКеоун, отметив, что камера размером с винную бочку использовалась для тестирования прототипа инструмента для шлифования, разработанного для посадочного модуля NASA Mars Phoenix. Для своего эксперимента команда охладила имитатор марсианского грунта в контейнере, погруженном в азотную ванну. Затем они поместили все это в DUSTIE и заменили нормальное земное давление давлением марсианского воздуха. Углекислый газ поступал внутрь и конденсировался в лед. Следующим шагом было поместить внутрь нагреватель для имитации марсианских условий ранней весны. Команда проделала это несколько раз, прежде чем эксперимент создал имитацию «пауков», похожих на марсианских.
Следующие шаги
Эта симуляция создала струи углекислого газа, вырывающиеся из имитатора почвы. Это близко к тому, что происходит на Марсе, но не совсем. Поэтому следующим шагом будет проведение того же эксперимента и использование имитированного Солнца для нагрева поверхностных материалов. Если это даст те же результаты, то у команды есть хороший шанс доказать, что это то, что происходит на Марсе.
Однако Марс — это то, что он есть — все еще остается много вопросов о том, почему пауки образуются только в южном полушарии весной. Поскольку подповерхностный лед из углекислого газа не ограничивается этим регионом планеты, почему пауки не образуются в других местах? Одна из возможностей заключается в том, что это не недавние особенности. Они могли остаться от более активного периода в прошлом планеты. Возможно, климат был совсем другим, когда они образовались. Или произошло что-то катастрофическое, что позволило сформироваться и разрастись паукам в южном полушарии.
Исследование в JPL является хорошим шагом вперед в понимании марсианского рельефа. Оно подтверждает несколько процессов формирования, описанных моделью Киффера. Конечно, было бы очень здорово когда-нибудь посетить этих пауков. Однако на данный момент лабораторная работа максимально близка к их объяснению. Будущие марсоходы и посадочные модули могут быть использованы для изучения этих рельефов вблизи и лично. Однако в ближайшем будущем ничего не запланировано, и ни один другой космический аппарат не приземлялся в богатом пауками регионе южного полушария. На данный момент ученые продолжат тестирование в лаборатории, чтобы понять условия, которые создают эти странно выглядящие особенности.
Для получения дополнительной информации
Ученые НАСА впервые воссоздали марсианских «пауков» в лабораторных условиях
Лабораторное исследование модели Марса Киффера
