Вчені NASA вперше відтворили “павуків” Марса в лабораторії

Ще у 2003 році вчені виявили на знімках з орбіти павукоподібні форми, що розкинулися по південній півкулі Марса. Ніхто достеменно не знає, як утворилися ці геологічні особливості, але дослідники зуміли відтворити “павуків” у лабораторії.

Як розповіли в Jet Propulsion Laboratory, кожне розгалужене утворення, виявлене на Марсі, може простягатися більш ніж на півмилі (1 кілометр) і включати сотні веретеноподібних “ніжок”. Ці особливості, які називають аранеподібним рельєфом, часто зустрічаються у вигляді скупчень, що надає поверхні Червоної планети зморшкуватого вигляду.

Провідна теорія полягає в тому, що “павуки” виникають в результаті процесів, пов’язаних з вуглекислим льодом, який не зустрічається в природі на Землі. Завдяки експериментам, детально описаним у новій статті, опублікованій в журналі Planetary Science Journal, вчені вперше відтворили ці процеси утворення “павуків” в умовах змодельованих марсіанських температур і тиску повітря.

“Павуки” самі по собі є дивними і красивими геологічними об’єктами. Ці експерименти допоможуть налаштувати наші моделі на те, як вони формуються”, – наголосила Лорен МакКіун з Лабораторії реактивного руху NASA в Південній Каліфорнії.

Дослідження підтверджує кілька процесів формування, описаних так званою моделлю Кіффера. Сонячне світло нагріває ґрунт, коли просвічує крізь прозорі плити вуглекислого льоду, що накопичуються на поверхні Марса щозими. Будучи темнішим за лід над ним, ґрунт поглинає тепло і змушує найближчий до нього лід перетворюватися безпосередньо на вуглекислий газ – без попереднього перетворення на рідину – в процесі, який називається сублімацією (той самий процес, що спричиняє хмари “диму”, які здіймаються з сухого льоду). Коли тиск газу зростає, марсіанський лід тріскається, дозволяючи газу виходити назовні. Просочуючись вгору, газ забирає з собою потік темного пилу і піску з ґрунту, який осідає на поверхню льоду.

Відтворення “павуків” Марса в лабораторії

Найскладнішим у проведенні цих експериментів для вчених було відтворення умов, які існують на марсіанській полярній поверхні: надзвичайно низький тиск повітря і температура до мінус 301 градуса за Фаренгейтом (мінус 185 градусів за Цельсієм). Для цього вони використовували випробувальну камеру з охолодженням рідким азотом в JPL – Брудну вакуумну камеру для моделювання крижаних середовищ, або DUSTIE (Dirty Under-vacuum Simulation Testbed for Icy Environments).

Камера розміром з винну бочку використовувалася для випробування прототипу рашпіля, розробленого для посадкового модуля NASA “Марс Фенікс”. Інструмент використовувався для розколювання водяного льоду, який космічний апарат зібрав і проаналізував поблизу північного полюса планети.

“Для цього експерименту дослідники охолодили імітатор марсіанського ґрунту в контейнері, зануреному у ванну з рідким азотом. Вони помістили його в камеру DUSTIE, де тиск повітря був знижений до рівня, подібного до тиску в південній півкулі Марса. Потім в камеру надходив вуглекислий газ, який конденсувався з газу в лід протягом трьох-п’яти годин. Знадобилося багато спроб, перш ніж вчені знайшли правильні умови для того, щоб лід став достатньо товстим і прозорим для проведення експериментів. Отримавши лід з потрібними властивостями, вони розмістили в камері під симулятором нагрівач, щоб нагріти його і розколоти лід”, – розповідається в матеріалі. 

Експерименти включали й несподіванку, яка не була відображена в моделі Кіффера. Лід утворився між зернами симулятора, а потім розколов його. Цей альтернативний процес може пояснити, чому “павуки” мають більш “потрісканий” вигляд. Відбувається це чи ні, залежить від розміру зерен ґрунту і від того, наскільки глибоко під землею залягає лід.

“Це одна з тих деталей, які показують, що природа трохи безладніша, ніж зображено в підручниках”, – каже співавтор статті Серіна Дінієга з JPL.

Що буде далі

Тепер, коли умови для формування шлейфів знайдені, наступним кроком буде проведення таких же експериментів з імітацією сонячного світла зверху, а не за допомогою нагрівача знизу. Це може допомогти вченим звузити діапазон умов, за яких можуть виникати шлейфи і викиди ґрунту.

Існує ще багато питань про “павуків”, на які неможливо відповісти в лабораторії. Зокрема – чому вони утворюються в одних місцях на Марсі, але не в інших? Оскільки вони, схоже, є результатом сезонних змін, які все ще відбуваються, чому вони не збільшуються в кількості або розмірах з часом? Цілком можливо, що вони залишилися з давніх часів, коли клімат на Марсі був іншим – і тому можуть забезпечити унікальне вікно в минуле планети.

Зазначається, що обидва марсоходи Curiosity і Perseverance досліджують Червону планету далеко від південної півкулі, де з’являються ці утворення (і де ще не приземлявся жоден космічний апарат). 

Дослідження Марса

Астрономи помітили дивний знак що випромінювався з поверхні Марса, коли вони оглядали інопланетний ландшафт в рамках нового дослідження. Ця структура нагадує “смайлик” і може бути свідченням того, що колись на Червоній планеті існувало життя.

Раніше ми розповідали, що на Марсі вперше знайшли воду в рідкому стані. Вона знаходиться на великій глибині під поверхнею. Вода залягає на глибині від 10 до 20 км.

Вас також можуть зацікавити новини:

Zgłoś naruszenie/Błąd