Co kryje się za dziwnymi wzorami, znanymi jako „pająki na Marsie”?
Te wzory, widoczne na zdjęciach satelitarnych południowego bieguna Czerwonej Planety, nie są oczywiście prawdziwymi pająkami; rozgałęzione, czarne kształty wyryte na powierzchni Marsa wyglądają na tyle przerażająco, że naukowcy nazwali je „araneiform” (co oznacza „pająkowate”) po odkryciu kształtów ponad dwie dekady temu.
Mierząc do 1 kilometra średnicy, gigantyczne kształty nie przypominają niczego na Ziemi. Jednak w nowym badaniu opublikowanym 19 marca w czasopiśmie Scientific Reports naukowcy z powodzeniem odtworzyli zmniejszoną wersję pająków w swoim laboratorium, używając kawałka lodu z dwutlenku węgla (zwanego również suchym lodem) i maszyny symulującej atmosferę Marsa. Kiedy zimny lód zetknął się ze znacznie cieplejszym złożem osadu podobnego do Marsa, część lodu natychmiast przekształciła się z ciała stałego w gaz (proces zwany sublimacją), tworząc pajęcze pęknięcia, w których uciekający gaz przeciskał się przez lód.
Oto przykład “pająków” stworzonych w laboratorium, których przekroje pokazują, że głębokość niecek zmniejsza się w kierunku od środka araneiform, tak jak to ma miejsce na Marsie. (Zdjęcie: Scientific Reports,CC w wersji 4.0 )
„Te badania przedstawiają pierwszy zestaw dowodów empirycznych na proces powierzchniowy, który, jak się uważa, modyfikuje krajobraz polarny na Marsie” – powiedziała w oświadczeniu główna autorka badań Lauren McKeown, planetolog z Open University w Anglii. „Eksperymenty pokazują bezpośrednio, że wzory pająków, które obserwujemy na Marsie z orbity, można wyrzeźbić poprzez bezpośrednią konwersję suchego lodu z ciała stałego w gaz”.
Atmosfera marsjańska zawiera ponad 95% dwutlenku węgla (CO2), według NASA , a duża część lodu i szronu, które tworzą się wokół biegunów planety w zimie, również składa się z CO2. W badaniu z 2003 roku naukowcy postawili hipotezę, że pająki na Marsie mogą tworzyć się wiosną, kiedy światło słoneczne przenika przez półprzezroczystą warstwę lodu CO2 i ogrzewa ziemię pod spodem. To ogrzewanie powoduje, że lód sublimuje od podstawy, zwiększając ciśnienie pod lodem, aż w końcu pęka. Gaz wydostaje się przez pęknięcia, pozostawiając zygzakowate wzory nóg pająka widoczne dziś na Marsie – zespół wysunął hipotezę.
Do niedawna naukowcy nie mieli możliwości sprawdzenia tej hipotezy na Ziemi, gdzie warunki atmosferyczne są bardzo różne. Jednak w ramach nowych badań naukowcy wykonali mały kawałek Marsa tutaj, na Ziemi, za pomocą urządzenia zwanego Komorą Symulacji Marsa Uniwersytetu Otwartego. Zespół umieścił w komorze ziarna osadu o różnej wielkości, a następnie użył systemu przypominającego maszynę z pazurami, aby zawiesić blok suchego lodu nad ziarnami. Zespół wyregulował komorę, aby naśladować warunki atmosferyczne Marsa, a następnie powoli opuścił blok suchego lodu na ziarna.
Eksperymenty dowiodły, że hipoteza sublimacji jest słuszna. Niezależnie od wielkości ziaren osadu, suchy lód zawsze sublimował w kontakcie z nimi, a ulatniający się gaz, tworzy pęknięcia przypominające pająka. Zdaniem naukowców odnóża pająka rozgałęziają się bardziej, gdy ziarna są drobniejsze, a gdy ziarna są grubsze rozgałęziają się mniej.
Chociaż eksperymenty te nie są ostateczne, dostarczają pierwszych fizycznych dowodów na to, jak mogły powstać pająki na Marsie.
Źródło: Brandon Specktor
Trinity researchers tackle the spiders from Mars
Sublimation of Mars’s southern seasonal CO2 ice cap and the formation of spiders
Zdjęcie: NASA
