Ученые объяснили происхождение марсианских пауков

Марсианские "пауки" - гигантские фрмирования на поверхности Красной планеты, напоминающие огромных паукообразных - были впервые замечены астрономами 20 лет назад. Тогда же ученые предположили, что причина их появления - пары диоксида углерода, которые весной выбрасываются из трещин в поверхности планеты, в районе ее полюсов. Много лет это предположение оставалось только гипотезой. Лишь недавно исследователи сумели научно подтвердить ее, воспроизведя на симуляторе условия, характерные для поверхности Марса. Перемещая блоки сухогольда, в основном, состоящие из замороженного диоксида углерода, по гравийной "подушке", они сумели добиться появления на поверхности таких же структур, похожих на пауков.

Когда солнечные лучи пробиваются через прозрачный лед, покрывающий полюса Марса в весенний сезон, они согревают лежащую подо льдом поверхность, состоящую из россыпей каменных глыб, из-за чего подо льдом усиливается давление. Оно заставляет камень трескаться, и пары оксида углерода с силой выбиваются из трещин, взметая фонтаны песка и гравия.

Взметаемые фонтаны песка и гравия оседают затем на поверхности планеты вдоль трещин, созравая структуры, напоминающие ветви дерева или ноги паука. При этом давление подо льдом оказывается настолько сильным, что оксид углерода возгоняется, переходя из ледяного состояния в газ, минуя жидкую форму.

Снимки марсианских "пауков" были сделаны Марсианским разведывательным спутником, а также другими космическими аппаратами. Теория, связывающая их происхождение с выбросами диоксида углерода, "бытовала в научном сообществе более 10 лет", как заявила Лорен МакКеон, исследователь из Открытого университета. "Однако до сих пор это были чисто теоретические предположения", - говорит она. Для проверки этой теории МакКеон и ее коллеги из Ирландии и Великобритании воссоздали в камере-симуляторе Марса Открытого университета в Милтон Кейнс давление и температуру Красной планеты.

Ученые просверлили отверстия в блоках сухого льда, твердой формы диоксида углерода, и приподнимали их над поверхностью, сформированной камнями и песчаными гранулами разного размера. Давление в камере было пониженным по сравнению с земным, что соответствует атмосфере Марса. После этого ледяные блоки опустили на песчаную поверхность.
Когда блоки соприкоснулись с песком, диоксид углерода мгновенно начал принимать газообразную форму и устремляться вверх по отверстиям просверленным в блоках. В итоге при каждом эксперименте ученые обнаруживали на поверхности те самые паукообразные формации, которые долгие годы наблюдали на мапсианских полюсах. При этом чем мельче был песок, использованный для эксперимента, тем больще было песчаных структур - "паучьих лап".

"Эксперименты непосредственно продемонстрировали, что узор,напоминающий пауков, который мы наблюдали с орбиты Марса, мог быть вызван процессом превращения замороженного льда в газ", - говорит МакКеон. При этом подобные узоры, достигающие километра в длину, ни разу не были замечены на Земле. Это потому, объясняют исследователи, что диоксида углерода на Земле гораздо меньше, чем на Марсе. Там он составляет более 95% атмосферы, и из него же, по большей части, состоит лед, покрывающий полюса Марса в зимнее время.
МакКеон назвала открытие "потрясающим", поскольку оно помогло ученым гораздо лучше понять, каким образом поверхность Марса изменяется в заивсимости от сезона. Это открытие также может быть полезно для НАСА, которое собирается запустить на Марс людей в 2030-х. "Данная инновационная работа делает вклад в такую актуальную тему, как важность климата и погоды на Марсе не только для динамических процессов на поверхности планеты, но и для будущего ее освоения и эксплкатации роботами или людьми", - заявляет руководитель исследования Мэри Бурк, геоморфолог из Тринити-колледжа.