Seit Jahren wissen Wissenschaftler, dass in den Polarregionen des Mars gefrorenes Kohlendioxid (auch bekannt als Trockeneis) im Winter einen Großteil der Oberfläche bedeckt. Während des Frühlings sublimiert dieses Eis stellenweise, wodurch das Eis reißt und CO²-Strahlen austreten. Dies führt zur Bildung dunkler Fächer und Merkmale, die als „Spinnen“ bekannt sind. Beide sind einzigartig in der südlichen Polarregion des Mars.
In den letzten zehn Jahren konnten Forscher nicht feststellen, dass sich diese Merkmale von Jahr zu Jahr änderten, wobei wiederholtes Auftauen zu ihrem Wachstum geführt hat. Mithilfe von Daten der HiRISE-Kamera des Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) konnten jedoch ein Forschungsteam der University of Colorado, Boulder und des Planetary Science Institute in Arizona erstmals das kumulative Wachstum einer Spinne erkennen von einer Quelle zur nächsten.
Spinnen werden wegen ihres Aussehens so genannt, wo mehrere Kanäle in einer zentralen Grube zusammenlaufen. Dunkle Fächer hingegen sind albedearme Flecken, die dunkler sind als die umgebende Eisdecke. Seit einiger Zeit beobachten Astronomen diese Merkmale in der südlichen Polarregion des Mars, und es wurden mehrere Theorien hinsichtlich ihrer Herkunft aufgestellt.
Im Jahr 2007 theoretisierte Hugh Kieffer vom Space Science Institute in Boulder, Colorado, dass die dunklen Fächer und Spinnen miteinander verbunden waren und dass beide Merkmale das Ergebnis des Auftauens im Frühling waren. Kurz gesagt, während der Frühjahrssaison des Mars - wenn die südliche Polarregion mehr Sonnenlicht ausgesetzt ist - dringen die Sonnenstrahlen in die Eisdecke ein und erwärmen den Boden darunter.
Dies führt dazu, dass sich unter dem Eis Gasströme bilden, die Druck aufbauen, was schließlich dazu führt, dass das Eis reißt und Geysire auslöst. Diese Geysire lagern Mineralstaub und Sand vor dem Wind auf der Oberfläche ab, während die Risse im Eis wachsen und von der Umlaufbahn aus sichtbar werden. Obwohl diese Erklärung weithin akzeptiert wurde, konnten Wissenschaftler diesen Prozess nicht in Aktion beobachten.
Mithilfe von Daten aus dem hochauflösenden bildgebenden Wissenschaftsexperiment (HiRISE) der MRO konnte das Forscherteam in der südlichen Region einen Kanal mit kleinen Kanälen erkennen, der über einen Zeitraum von drei Jahren anhielt und wuchs. Es ähnelte nicht nur stark dem Spinnengelände, sondern befand sich auch in der Nähe von dunklen Fächern. Daraus stellten sie fest, dass sie Zeuge einer Spinne waren, die sich im Entstehungsprozess befand.
Wie Dr. Ganna Portyankina - eine Forscherin des Labors für Atmosphären- und Weltraumphysik an der Universität von Colorado, Boulder, und die Hauptautorin des Forschungspapiers des Teams - dem Space Magazine per E-Mail erklärte,
„Wir haben bereits verschiedene Veränderungen der Oberfläche beobachtet, die durch CO²-Jets verursacht wurden. Sie alle waren jedoch entweder saisonale Veränderungen der Oberflächenalbedo wie dunkle Fächer oder sie waren nur von kurzer Dauer und waren im nächsten Jahr wie Furchen verschwunden. Diesmal sind die Tröge über mehrere Jahre geblieben und entwickeln eine dendritische Ausdehnung - genau so, wie wir es von den großen Spinnen erwarten. “
Furchen, die dem Spinnengelände ähnlich waren, wurden in der Vergangenheit am Nordpol des Mars entdeckt, was mit einer Marsquelle zusammenfiel. Bei diesen Gelegenheiten berichteten Wissenschaftler, die Daten vom HiRISE-Instrument verwendeten, dass sie kleine Furchen auf Sanddünen sahen, wo Ausbrüche dunkle Fächer abgelagert hatten. In den für Nordfurchen typischen Fällen handelte es sich jedoch um nicht anhaltende jährliche Vorkommen, die verschwanden, wenn Sommerwinde Sand in ihnen ablegten.
Im Gegensatz dazu waren die im südlichen Polargebiet beobachteten Tröge, die Dr. Portyankina und ihr Team beobachteten, über einen Zeitraum von drei Jahren anhaltend. Während dieser Zeit erweiterten und entwickelten diese Merkmale neue „Nebenflüsse“ und bildeten ein dendritisches Muster, das einer Mars-Spinne ähnelte. Daraus folgerten sie, dass die zuvor beobachteten nördlichen Furchen dieselbe Ursache haben - d. H. Sublimation, die Ausgasung verursacht.
Sie kamen jedoch auch zu dem Schluss, dass sich die nördlichen Furchen aufgrund der hohen Mobilität des Dünenmaterials in der nördlichen Polarregion im Laufe der Zeit nicht entwickeln. Der Unterschied scheint auf das Vorhandensein von erosivem Sandmaterial im Norden und Süden zurückzuführen zu sein, das den erosiven Prozess erzeugt (oder startet), der zur Bildung spinnenartiger Tröge führt - die beide den Prozess ankurbeln, aber können lösche es auch.
"Viele Standorte in den südpolaren Regionen mit saisonalen dunklen Fächern weisen keine sichtbaren Sandablagerungen auf", sagte Dr. Portyankina. „Dunkle Ventilatoren an diesen Orten sind möglicherweise nur eine Mischung aus Regolith und Staub oder auch nur Staub für sich - wie es wirklich überall auf dem Mars der Fall ist… [T] Schlauchstandorte mit Sand werden eine höhere Erosion erfahren, einfach weil es körniges Material gibt im Gasstrom. Grundsätzlich ist es altes einfaches Sandstrahlen. Das heißt, es muss einfacher und schneller sein, Spinnen an diesen Orten zu schnitzen. “
Mit anderen Worten, wenn Sand unter der Eisdecke vorhanden ist, ist der Boden darunter wahrscheinlich felsiger (dh härter).> Die Bildung von Spinnengelände kann daher erfordern, dass der Boden unter dem Eis weich genug ist, um geschnitzt zu werden, aber nicht verlieren Sie, dass es die Kanäle während eines einzelnen saisonalen Zyklus wieder auffüllt. Kurz gesagt, die Bildung von Spinnengelände scheint von dem Unterschied in der Oberflächenzusammensetzung zwischen den Polen abhängig zu sein.
Darüber hinaus konnten Dr. Portyankina und ihr Team anhand der langjährigen gesammelten HiRISE-Daten die aktuelle Erosionsrate in der südlichen Polarregion des Mars messen. Letztendlich schätzten sie, dass kleinere spinnenartige Furchen tausend Marsjahre (ungefähr 1.900 Erdjahre) benötigen würden, um eine vollständige Spinne zu werden.
Diese Studie ist sicherlich von Bedeutung, da es wichtig ist, zu verstehen, wie saisonale Veränderungen und die heutige Erosion zur Schaffung neuer topografischer Merkmale führen, um die Prozesse zu verstehen, die die Polarregionen des Mars formen. Wenn wir uns dem Tag nähern, an dem Missionen mit Besatzung und sogar Siedlungen Realität werden, wird es von grundlegender Bedeutung sein, zu wissen, wie diese Prozesse den Planeten formen, um die Dinge auf dem Mars in Gang zu bringen.
