Ще одна таємниця розгадана. Учені з'ясували природу марсіанських "павуків" (фото)

Марс, павуки, явище, вуглекислий газ
Фото: NASA/JPL/University of Arizona

Дослідники відтворили дивне явище в лабораторії на Землі.

Вчені з'ясували, як на поверхні Марса утворюються тріщини у вигляді павуків. Про це повідомляє Science Alert.

Дивні структури на поверхні Червоної планети називають аранеформами: схожі на павуків системи, які трапляються тільки в південних полярних регіонах Марса. За словами вчених, нічого подібного немає ні на Землі, ні на інших планетах Сонячної системи.

Через це складно зрозуміти, що є причиною їхнього виникнення, але вченим вдалося отримати перше фізичне свідоцтво, яке підтверджує гіпотезу Кіффера. Відповідно до цієї ідеї, павукові форми утворюються шляхом прямої сублімації замороженого вуглекислого газу (CO2).

"Це дослідження є першим свідоцтвом поверхневого процесу, який змінює ландшафт на Марсі. Гіпотеза Кіффера була поширена протягом більше 10 років, але до цих пір вона була сформульована в чисто теоретичному контексті. Експерименти прямо вказують на те, що "павуки", яких ми бачимо з орбіти, можуть формуватися шляхом прямого перетворення сухого льоду на газ", — говорить планетолог Лорен МакКаун.

З одного боку, Марс дуже схожий на Землю, але в той же час дуже відрізняється від неї. Його осьової нахил схожий на земний, а це означає, що сезонні коливання температури на планеті схожі на земні. На Марсі температура значно знижується восени-взимку та підвищується навесні-влітку.

Але марсіанська атмосфера дуже відрізняється від атмосфери Землі. Вона набагато тонша та складається в основному (приблизно 95%) із вуглекислого газу. Планета також знаходиться дуже далеко від Сонця, тому там набагато холодніше. Коли настає зима, вуглекислий газ з атмосфери замерзає на грунті, особливо у високих широтах.

У 2006-2007 роках геофізик Г'ю Кіффер і його колеги припустили, що навесні цей заморожений вуглекислий газ сублімується, тобто переходить з льоду в газ, без проміжної стадії танення. При цьому він знаходиться в пастці під плитами поверхневого льоду.

У міру того, як газ нагрівається і розширюється, тиск наростає до тих пір, поки плита не трісне, створюючи отвір для виходу газу. Прямуючи до цього отвору, газ прорізає павутонноподібну систему каналів на поверхні Марса, несучи із собою викопаний матеріал.

Газ і частки марсіанського ґрунту викидаються на поверхню у вигляді високошвидкісного струменя. Коли крижана плита нарешті тане, на поверхні залишається павукоподібний малюнок.

Цей процес вчені ніколи не спостерігали на Марсі, і лише бачили його наслідки. Тому МакКаун і її команда вирішили провести експеримент, щоб відтворити процес у лабораторії.

Вони використовували явище, назване ефектом Лейденфроста. Його кожен із нас спостерігав на кухні, коли крапля води падає на сильно розігріту сковороду і починає кататися на поверхні, як ртуть.

У спеціальну камеру з марсіанським тиском, команда помістила пластину льоду з вуглекислим газом, на поверхні якого просвердлили один отвір. Бруд і реголіт під льодом імітували крихітні зерна скла.

Фото: canyon

Коли лід торкнувся поверхні, він почав перетворюватися на газ, що виходить з отвору. Як тільки команда підняла лід, вони виявили під ним павукову фрактальную систему каналів, вирізану у скляному піску, де проходив газ на шляху до поверхні.

Фото: canyon

Фактично процес був настільки інтенсивним, що матеріал розкидало по всій камері. Це дозволяє припустити, що швидкість сублімації на Марсі може бути на порядок вищою, ніж на Землі.

Команда повторила експеримент із зернами різного розміру, щоб побачити, як різні текстури реголіту впливають на результат. Вони зʼясували, що чим дрібніший розмір зерен, тим більш розгалужений візерунок.