Астрономія
Астрономія

Формування марсіанських «павуків» відтворили у лабораторії

Дослідники відтворили у лабораторних умовах сезонну сублімацію замерзлого діоксиду вуглецю на Марсі. Вони показали, як у результаті взаємодії цього явища з рухливим реголітом утворюються характерні для планети павукоподібні візерунки. Відповідна стаття доступна у журналі Scientific Reports.

«Павуки» на поверхні Марса. NASA

«Павуки» на поверхні Марса. NASA

Звідки на Марсі «павуки»?

Марсіанська поверхня містить безліч особливостей, які не мають земних аналогів. Це, зокрема, «павукоподібний» рельєф на південному полюсі планети. Такі дендритні структури вказують на екзотичні геоморфологічні процеси, а саме на сезонну зміну фаз діоксиду вуглецю від твердого до газоподібного стану, яка називається сублімацією. Марсіанська атмосфера містить понад 95% вуглекислого газу, і принаймні чверть цієї кількості замерзає щороку. У міру настання зими та зниження температури на поверхні Марса осідає шар сухого льоду завтовшки майже у метр біля полюсів. Середній атмосферний тиск на Марсі дуже низький, тож коли цей лід нагрівається навесні, він одразу перетворюється на газ, оминаючи рідку фазу.

Якими є ці структури?

«Павуки» містять центральні западини, з яких виходять радіальні звивисті жолоби. Чим далі від центру, тим менш глибокими стають ці жолоби. Навесні вони вкриваються плямами з низьким альбедо. Ці структури зазвичай трапляються групами, іноді вони знаходяться так близько одна до одної, що зливаються. «Павуки» зустрічаються на низьких схилах поверхні біля південного полюсу планети. У той час як центральна западина окремої такої форми рельєфа, як правило, завширшки у 50 метрів, уся особливість загалом, включаючи жолоби, сягає від десятків метрів до одного кілометра у поперечнику. Крім того, вони розрізняються за формами, розмірами і візерунками. Різні типи таких утворень знаходяться на різних ділянках.

Різноманітність марсіанських «павуків». NASA, JPL, University of Arizona

Різноманітність марсіанських «павуків». NASA, JPL, University of Arizona

Який експеримент провели науковці?

Дослідники помістили замерзлий діоксид вуглецю з отвором у спеціальну камеру, що дозволила відтворити знижений тиск атмосфери Марса. Лід опустили на поверхню, вкриту дрібними зернами скла, щоб імітувати зерна марсіанського реголіту. Коли лід торкнувся цих зерен, він почав сублімувати. Після того, як команда підняла лід, вони виявили павукоподібну систему каналів у скляних зернах, утворених газом, який витікав з отвору. Команда повторювала експеримент із зернами різного розміру, щоб спостерігати, як різні текстури реголіту впливають на результат.

Таким чином, дослідники провели перші фізичні спостереження за утворенням марсіанських «павуків». Вони виявили, що швидкість сублімації під марсіанським тиском може бути на порядок більшою, ніж на Землі. Крім того, площа, вкрита цими формами, зменшується зі збільшенням розміру зерен реголіту. Це пояснює, чому різні регіони на Марсі мають «павуків» різної форми.

Структури, що утворилися в результаті експерименту. McKeown et al.

Структури, що утворилися в результаті експерименту. McKeown et al.