От години учените разбират, че в полярните райони на Марс замръзналият въглероден диоксид (известен още като сух лед) покрива голяма част от повърхността през зимата. През пролетта този лед се сублимира на места, което кара ледът да се напука и струите на CO² да се разпръснат. Това води до образуването на тъмни вентилатори и характеристики, известни като „паяци“, които са уникални за южния полярен регион на Марс.
За последното десетилетие изследователите не успяват да видят тези характеристики да се променят от година на година, където многократните размразявания доведоха до техния растеж. Въпреки това, използвайки данни от HiRISE камерата на Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), изследователски екип от Университета в Колорадо, Боулдър и Института за планетарни науки в Аризона успяха да видят за първи път кумулативния растеж на паяк от една пролет до следващата.
Паяците са така наречени заради външния си вид, където множество централни канали се сближават в централна яма. Тъмните фенове, от друга страна, са петна с ниско съдържание на албедо, които са по-тъмни от околните ледени покривки. От известно време астрономите наблюдават тези особености в южния полярен район на Марс, а многобройни теории са разширени относно техния произход.
През 2007 г. Хю Кифър от Института за космически науки в Боулдър, Колорадо, теоретизира, че тъмните фенове и паяци са свързани и че двете характеристики са резултат от пролетните размразявания. Накратко, през пролетния сезон на Марс - когато южната полярна зона е изложена на повече слънчева светлина - слънчевите лъчи проникват в ледените покривки и затоплят земята отдолу.
Това причинява газови потоци да се образуват под леда, който създава налягане, в крайна сметка причинява напукване на леда и задействане на гейзери. Тези гейзери депозират минерален прах и пясък по повърхността надолу от изригването, докато пукнатините в леда растат и стават видими от орбита. Въпреки че това обяснение е широко прието, учените не са успели да наблюдават този процес в действие.
Използвайки данни от MRO's High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE), изследователският екип успя да забележи малки канализирани корита в южния регион, които се запазват и нарастват за период от три години. Освен че много прилича на паяжинен терен, той е бил в близост до тъмни фен сайтове. От това те определиха, че стават свидетели на паяк, който е бил в процес на формиране.
Както д-р Гана Портянкина - изследовател от Лабораторията за атмосферна и космическа физика в Университета на Колорадо, Боулдър и водещият автор на изследователската документация на екипа - обясни на Space Magazine по имейл,
„Ние наблюдавахме различни промени в повърхността, причинени от струи СО2 преди. Всички те обаче бяха или сезонни промени в повърхностното албедо, като тъмни фенове, или бяха само краткотрайни и ги нямаше на следващата година, като бразди. Този път коритата се задържаха няколко години и те развиват дендритно разширение - точно както очакваме да се развият големите паяци. "
В миналото на северния полюс на Марс са забелязани бразди, подобни на паяковия терен, които съвпадат с марсиански извор. По тези поводи учените, използващи данни от инструмента HiRISE, съобщават, че виждат малки бразди по пясъчните дюни, където изригванията са отлагали тъмни вентилатори. Въпреки това, което е характерно за северните бразди, това бяха непостоянни годишни събития, изчезващи, когато летни ветрове отлагаха пясък в тях.
За разлика от тях, коритата на д-р Портянкина и нейният екип, наблюдавани в южния полярен регион, са устойчиви през тригодишен период. През това време тези характеристики разширяват и развиват нови „притоци“, образувайки дендритен модел, наподобяващ марсиански паяк. От това те стигнаха до извода, че наблюдаваните по-рано северни бразди имат същата причина - т.е. сублимация, предизвикваща газова.
Те обаче също заключават, че северните бразди не се развиват с течение на времето поради високата подвижност на дюнен материал в северния полярна област. Разликата, изглежда, се свежда до наличието на ерозивен пясъчен материал на север и на юг, което създава (или стартира) ерозивния процес, който води до образуването на паякообразни корита - които и двата вида стартират процеса, но могат също го изтрийте.
„Много места в южните полярни райони със сезонни тъмни вентилатори нямат видими пясъчни отлагания“, казва д-р Портянкина. „Тъмните вентилатори на тези места може да са само смесица от реголит и прах, или дори само прах сам по себе си - както наистина е навсякъде на Марс… [T] местата на маркучите, които имат пясък, ще преживеят по-голяма ерозия, просто защото има гранулиран материал в газовия поток. По принцип това е стара обикновена пясъкоструене. Това означава, че трябва да се издълбават паяци на тези места по-лесно и по-бързо. “
С други думи, там, където пясъкът има под ледената покривка, земята под която е вероятно да е по-роклиста (т.е. по-твърда)> Образуването на паяков терен може да изисква това земята под леда да е достатъчно мека, за да бъде издълбана, но не така губи, че ще презареди каналите по време на един сезонен цикъл. Накратко, формирането на паяков терен изглежда зависи от разликата в състава на повърхността между полюсите.
Освен това, от натрупаните многогодишни данни на HiRISE, д-р Портянкина и нейният екип също успяха да преценят текущата скорост на ерозия в южния полярен регион на Марс. В крайна сметка те прецениха, че за по-малките паякообразни бразди ще са необходими хиляда марсиански години (около 1900 земни години), за да се превърнат в пълномащабен паяк.
Това проучване със сигурност е важно, тъй като разбирането как сезонните промени и днешната ерозия водят до създаването на нови топографски характеристики е важно, когато става въпрос за разбирането на процесите, които оформят полярните райони на Марс. С наближаването на деня, когато мисиите и дори заселването на екипажите стават реалност, знаейки как тези процеси оформят планетата, ще бъдат от основно значение за раздвижването на нещата на Марс.
