Эксперименты показали появление «паучьих узоров» на Марсе

Гипотеза, которая связывает «паукообразные» структуры на поверхности Марса с сублимацией сухого льда, подтверждена экспериментами на Земле.

Каждую весну на поверхности Марса появляются тысячи паукообразных — но не живых членистоногих, а просто темных, «многолапых» и часто ветвящихся топологических структур, неизвестных на Земле. Постепенно эти образования рассеиваются. Самая авторитетная гипотеза связывает их происхождение с углекислым газом, из которого на 95 процентов состоит марсианская атмосфера.

Холодной зимой часть этого газа замерзает, превращаясь в глыбы сухого льда. Весной, когда солнечные лучи начинают проникать сквозь прозрачный лед, они нагревают лежащий ниже темный грунт. Это вызывает сублимацию — прямой переход в газовую фазу — нижней поверхности льдины. Газ под ней накапливается и в поисках выхода просачивается, оставляя ветвящиеся каналы по путям наименьшего сопротивления. Когда весь лед испаряется, на поверхности остается «паукообразный» отпечаток.

Экспериментальная камера MSC и снимок одного из проведенных экспериментов / ©McKeown et al., 2021

Такая теория известна давно, но только теперь ученым из дублинского Тринити-колледжа удалось подтвердить ее в экспериментах. Статья профессора Мэри Бурк (Mary Bourke) и ее коллег опубликована в журнале Scientific Reports. Для этого они воспользовались уникальной установкой, работающей в Открытом университете в Великобритании, — «Камерой симуляции Марса» (Mars Simulation Chamber, MSC), в которой можно воспроизводить температуру, давление и другие условия, существующие на поверхности Красной планеты.

«Паукообразные» структуры, отпечатавшиеся на имитаторе грунта / ©McKeown et al., 2021

На дно камеры ученые помещали имитаторы марсианского грунта с разным размером гранул. На него с помощью манипулятора, напоминающего «клешню» призового аппарата, опускали образцы сухого льда. Для надежности захвата в льдышках просверливали отверстия, и, когда его прикладывали к горячей поверхности, газ начинал стремительно вырываться сквозь них.

Просто укладывать лед не получалось: мощное давление образующихся газов отбрасывало легкий фрагмент в сторону. Поэтому ученые, какое-то время удержав его у поверхности, поднимали тем же манипулятором. И под ним действительно обнаружили паукообразные отпечатки — надежное экспериментальное доказательство старой, но прежде непроверенной теории.