Еще одна загадка разгадана. Ученые выяснили природу марсианских "пауков" (фото)

Ученые выяснили, как на поверхности Марса образуются трещины в виде пауков. Об этом сообщает Science Alert.

Странные структуры на поверхности Красной планеты называют аранеформами: похожие на пауков системы, которые встречаются только в южных полярных регионах Марса. По словам ученых, ничего подобного нет ни на Земле, ни на других планетах Солнечной системы.

Из-за этого сложно понять, что является причиной их возникновения, но ученым удалось получить первое физическое свидетельство, подтверждающее гипотезу Киффера. Согласно этой идее, паучьи формы образуются путем прямой сублимации замороженного углекислого газа (CO2).

"Это исследования представляет собой первое свидетельство поверхностного процесса, который изменяет ландшафт на Марсе. Гипотеза Киффера была широко распространена на протяжении более 10 лет, но до сих пор она была сформулирована в чисто теоретическом контексте. Эксперименты прямо указывают на то, что "пауки", которых мы видим с орбиты, могут формироваться путем прямого преобразования сухого льда в газ", – говорит планетолог Лорен МакКаун.

С одной стороны, Марс очень похож на Землю, но в то же время слишком отличается от нее. Его осевой наклон похож на земной, а это означает, что сезонные колебания температуры на планете похожи на земные. На Марсе температура значительно понижается осенью-зимой и повышается весной-летом.

Но марсианская атмосфера очень отличается от атмосфера Земли. Она намного тоньше и состоит в основном (около 95%) из углекислого газа. Планета также намного дальше от Солнца, поэтому там намного холоднее. Когда наступает зима, углекислый газ из атмосферы замерзает на почве, особенно в высоких широтах.

В 2006-2007 годах геофизик Хью Киффер и его коллеги предположили, что весной этот замороженный углекислый газ сублимируется, то есть переходит из льда в газ, без промежуточной стадии таяния. При этом он находится в ловушке под плитами поверхностного льда.

По мере того, как газ нагревается и расширяется, давление нарастает до тех пор, пока плита не треснет, создавая отверстие для выхода газа. Направляясь к этому отверстию, газ прорезает паутинообразную систему каналов на поверхности Марса, унося с собой выкопанный материал.

Газ и частицы марсианской почвы выбрасываются на поверхность в виде высокоскоростной струи. Когда ледяная плита наконец-то тает, на поверхности остается паукообразный рисунок.

Этот процесс ученые никогда не наблюдали на Марсе, и лишь видели его последствия. Поэтому МакКаун и ее команда решили провести эксперимент, чтобы воссоздать процесс в лаборатории.

Они использовали явление, называемое эффектом Лейденфроста. Его каждый из нас наблюдал на кухне, когда капля воды падает на сильно разогретую сковороду и начинает кататься на поверхности, как ртуть.

В специальную камеру с марсианским давлением, команда поместила пластину льда с углекислым газом, на поверхности которого просверлила одно отверстие. Грязь и реголит под льдом имитировали крошечные зерна стекла.

Когда лед коснулся поверхности, он начал превращаться в газ, выходящий из отверстия. Как только команда подняла лед, они обнаружили под ним паучью фрактальную систему каналов, вырезанную в стеклянном песке, где проходил газ на пути к поверхности.

Фактически процесс был настолько интенсивным, что материал разбросало по всей камере, что позволяет предположить, что скорость сублимации на Марса может быть на порядок выше, чем на Земле.

Команда повторила эксперимент с зернами разного размера, чтобы увидеть, как разные текстуры реголита влияют на результат. Они обнаружили, что чем мельче размер зерен, тем более разветвленный узор.