I årevis har videnskabsmænd forstået, at i Mars 'polare regioner dækker frosset kuldioxid (aka tøris) meget af overfladen i løbet af vinteren. I løbet af foråret sublimerer denne is på steder, hvilket får isen til at revne, og CO²-jetfly sprøjter ud. Dette fører til dannelse af mørke fans og funktioner kendt som "edderkopper", som begge er unikke for Mars 'sydlige polære region.
I det sidste årti har forskere ikke set disse funktioner ændre sig fra år til år, hvor gentagne optøninger har ført til deres vækst. Ved hjælp af data fra Mars Reconnaissance Orbiters (MRO) HiRISE-kamera har et forskerteam fra University of Colorado, Boulder og Planetary Science Institute i Arizona imidlertid formået at se den kumulative vækst af en edderkop for første gang fra det ene forår til det næste.
Edderkopper er såkaldt opkaldt på grund af deres udseende, hvor flere kanaler konvergerer på et centralt hul. Mørke fans derimod er lavalbedo-lapper, der er mørkere end den omgivende isplade. I nogen tid har astronomer været observeret disse træk i den sydlige polære region af Mars, og flere teorier blev fremskredet om deres oprindelse.
I 2007 teoretiserede Hugh Kieffer fra Space Science Institute i Boulder, Colorado, at de mørke fans og edderkopper var sammenkoblet, og at begge træk var resultatet af foråret optøninger. Kort sagt, i Mars 'forårssæson - når den sydlige polære region udsættes for mere sollys - penetrerer solens stråler islagene og varmer jorden nedenunder.
Dette får gasstrømmer til at dannes under isen, der bygger op tryk, og med tiden får isen til at revne og udløse gejsere. Disse gejsere aflejrer mineralstøv og sand på tværs af overfladen modvind fra udbruddet, mens revnerne i isen vokser og bliver synlige fra bane. Selvom denne forklaring er blevet bredt accepteret, har forskere ikke været i stand til at observere denne proces i handling.
Ved at bruge data fra MROs High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) var forskerteamet i stand til at få øje på et lille kanalisk vand i den sydlige region, som vedvarede og voksede over en periode på tre år. Ud over at ligner meget spidery-terræn, var det i nærheden af mørke fanpladser. Fra dette bestemte de, at de var vidne til en edderkop, der var i gang med dannelsen.
Som Dr. Ganna Portyankina - en forsker fra laboratoriet for atmosfærisk og rumfysik ved University of Colorado, Boulder, og hovedforfatteren på holdets forskningsdokument - forklarede Space Magazine via e-mail,
”Vi har observeret forskellige ændringer i overfladen forårsaget af CO²-jetfly før. Imidlertid var de alle enten sæsonbestemte ændringer i overfladen albedo, som mørke fans, eller de var kun kortvarige og var væk det næste år, som furer. Denne gang har trugene været i adskillige år, og de udvikler dendritisk type ekstension - lige som vi forventer, at de store edderkopper skal udvikle sig. ”
Furer, der lignede spidery-terrænet, er blevet set ved Mars 'nordpol tidligere, hvilket faldt sammen med en marsfjeder. Ved disse lejligheder rapporterede forskere, der bruger data fra HiRISE-instrumentet, at de så små furer på sandklitter, hvor udbrud havde deponeret mørke fans. I det, der er typisk for nordlige fure, var disse imidlertid ikke-vedvarende årlige forekomster, der forsvandt, når sommervindene afsatte sand i dem.
I modsætning hertil var de trugter, som Dr. Portyankina og hendes hold observerede i den sydlige polare region, vedvarende over en tre-årig periode. I løbet af denne periode udvidede og udviklede disse funktioner nye "sideelver", hvilket dannede et dendritisk mønster, der lignede en Marsiderpind. Fra dette konkluderede de, at de tidligere observerede nordlige furer har den samme årsag - dvs. sublimering, der forårsager udgasning.
De konkluderede imidlertid også, at de nordlige furer ikke udvikler sig over tid på grund af den høje mobilitet af klittemateriale i den nordlige polære region. Forskellen, synes det, kommer ned på tilstedeværelsen af erosivt sandmateriale i nord og syd, hvilket skaber (eller starter) den erosive proces, der fører til dannelse af edderkopplignende tråg - som begge sparker stjernen i processen, men kan slet det også.
"Mange steder i de sydpolære regioner med sæsonbestemte mørke fans viser ingen synlige sandaflejringer," sagde Dr. Portyankina. ”Mørke fans på disse placeringer er muligvis kun en blanding af regolit og støv eller endda bare støv på egen hånd - da det virkelig er overalt på Mars… [T] slangeplaceringer, der har sand, vil opleve højere erosion, simpelthen fordi der er granulært materiale i gasstrømmen. Grundlæggende er det gammel enkel sandblæsning. Det betyder, at det skal være lettere og hurtigere at skære edderkopper på disse steder. ”
Med andre ord, hvor der findes sand under ispladen, er jorden under det, der sandsynligvis vil være stenet (dvs. hårdere)> Dannelse af edderkoppeterræn kan derved kræve, at jorden under isen er blød nok til at blive udskåret, men ikke så løs, at det vil genopfylde kanalerne i løbet af en enkelt sæsoncyklus. Kort fortalt ser dannelsen af edderkopterræn ud til at være afhængig af forskellen i overfladesammensætning mellem polerne.
Desuden var Dr. Portyankina og hendes team fra de mange års HiRISE-data, der er blevet akkumuleret, også til at måle den aktuelle erosionshastighed i Mars 'sydlige polare region. I sidste ende anslog de, at mindre edderkoppelignende furer ville kræve tusind Martian-år (ca. 1.900 jordår) for at blive en edderkop i fuld skala.
Denne undersøgelse er bestemt vigtig, da det er vigtigt at forstå, hvordan sæsonændringer og nutidig erosion fører til oprettelsen af nye topografiske træk, når det gælder forståelsen af de processer, der former Mars 'polære regioner. Når vi kommer tættere på og tættere på den dag, hvor besætningsopgaver og endda bosættelse bliver en realitet, vil det at vide, hvordan disse processer forme planeten, være grundlæggende for at gå ind på Mars.
