Για χρόνια, οι επιστήμονες έχουν καταλάβει ότι στις πολικές περιοχές του Άρη, το κατεψυγμένο διοξείδιο του άνθρακα (γνωστό και ως ξηρός πάγος) καλύπτει μεγάλο μέρος της επιφάνειας κατά τη διάρκεια του χειμώνα. Κατά τη διάρκεια της άνοιξης, αυτός ο πάγος εξαχνώνεται σε μέρη, αναγκάζοντας τον πάγο να σπάσει και να εκτοξευθούν εκτοξευτήρες CO 2. Αυτό οδηγεί στο σχηματισμό σκοτεινών ανεμιστήρων και χαρακτηριστικών γνωστών ως «αράχνες», και οι δύο είναι μοναδικές για τη νότια πολική περιοχή του Άρη.
Για την τελευταία δεκαετία, οι ερευνητές απέτυχαν να δουν αυτά τα χαρακτηριστικά να αλλάζουν από έτος σε έτος, όπου τα επαναλαμβανόμενα ξεπαγώματα έχουν οδηγήσει στην ανάπτυξή τους. Ωστόσο, χρησιμοποιώντας δεδομένα από την κάμερα HiRISE του Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), μια ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο, το Boulder και το Ινστιτούτο Πλανητικής Επιστήμης στην Αριζόνα κατάφεραν να δουν την αθροιστική ανάπτυξη μιας αράχνης για πρώτη φορά από τη μία άνοιξη στην άλλη.
Οι αράχνες ονομάζονται έτσι λόγω της εμφάνισής τους, όπου πολλά κανάλια συγκλίνουν σε ένα κεντρικό λάκκο. Οι σκοτεινοί ανεμιστήρες, από την άλλη πλευρά, είναι μπαλώματα χαμηλής περιεκτικότητας σε αλμπέδο που είναι πιο σκούρα από το γύρω φύλλο πάγου. Για αρκετό καιρό, οι αστρονόμοι έχουν παρατηρήσει αυτά τα χαρακτηριστικά στη νότια πολική περιοχή του Άρη και πολλές θεωρίες προωθήθηκαν ως προς την προέλευσή τους.
Το 2007, ο Hugh Kieffer του Ινστιτούτου Διαστημικής Επιστήμης στο Boulder του Κολοράντο θεωρούσε ότι οι σκοτεινοί ανεμιστήρες και οι αράχνες ήταν συνδεδεμένοι και ότι και τα δύο χαρακτηριστικά ήταν το αποτέλεσμα της απόψυξης της άνοιξης. Με λίγα λόγια, κατά τη διάρκεια της άνοιξης του Άρη - όταν η νότια πολική περιοχή εκτίθεται σε περισσότερο ηλιακό φως - οι ακτίνες του ήλιου διεισδύουν στα φύλλα πάγου και θερμαίνουν το έδαφος από κάτω.
Αυτό προκαλεί τη δημιουργία ροών αερίου κάτω από τον πάγο που συσσωρεύει πίεση, προκαλώντας τελικά τον πάγο να σπάσει και να προκαλέσει θερμοπίδακες. Αυτά τα geysers εναποθέτουν μεταλλική σκόνη και άμμο κατά μήκος της επιφάνειας προς τα κάτω από την έκρηξη, ενώ οι ρωγμές στον πάγο μεγαλώνουν και γίνονται ορατές από την τροχιά. Ενώ αυτή η εξήγηση έγινε ευρέως αποδεκτή, οι επιστήμονες δεν μπόρεσαν να παρατηρήσουν αυτήν τη διαδικασία σε δράση.
Χρησιμοποιώντας δεδομένα από το Πείραμα Επιστήμης Απεικόνισης Υψηλής Ανάλυσης του MRO (HiRISE), η ερευνητική ομάδα μπόρεσε να εντοπίσει μια γούρνα μικρής διοχέτευσης στη νότια περιοχή, η οποία παρέμεινε και αναπτύχθηκε για μια περίοδο τριών ετών. Εκτός από την ομοιότητα που μοιάζει πολύ με spidery εδάφους, βρισκόταν κοντά στις τοποθεσίες σκοτεινών θαυμαστών. Από αυτό, αποφάσισαν ότι ήταν μάρτυρες μιας αράχνης που ήταν στη διαδικασία σχηματισμού.
Όπως εξήγησε η Dr. Ganna Portyankina - ερευνητής από το Εργαστήριο Ατμοσφαιρικής και Διαστημικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο, Boulder, και ο κύριος συγγραφέας του ερευνητικού εγγράφου της ομάδας - στο Space Magazine μέσω email,
«Έχουμε παρατηρήσει διαφορετικές αλλαγές στην επιφάνεια που προκλήθηκαν από CO2 πίδακες στο παρελθόν. Ωστόσο, ήταν είτε εποχιακές αλλαγές στο albedo της επιφάνειας, όπως οι σκοτεινοί ανεμιστήρες, ή ήταν μόνο βραχύβιοι και έφυγαν τον επόμενο χρόνο, σαν αυλακώσεις. Αυτή τη φορά, οι γούρνες έχουν παραμείνει για αρκετά χρόνια και αναπτύσσουν δενδριτικό τύπο επέκτασης - όπως ακριβώς περιμένουμε να αναπτυχθούν οι μεγάλες αράχνες. "
Στο παρελθόν εντοπίστηκαν αυλάκια που ήταν παρόμοια με το έδαφος του spidery στο βόρειο πόλο του Άρη, η οποία συνέπεσε με μια πηγή του Άρη. Σε αυτές τις περιπτώσεις, επιστήμονες που χρησιμοποιούν δεδομένα από το όργανο HiRISE ανέφεραν ότι είδαν μικρά αυλάκια στους αμμόλοφους, όπου οι εκρήξεις είχαν καταθέσει σκοτεινούς ανεμιστήρες. Ωστόσο, σε ό, τι είναι χαρακτηριστικό των βόρειων αυλακώσεων, αυτά ήταν μη συνεχή ετήσια περιστατικά, εξαφανιζόμενα όταν οι καλοκαιρινοί άνεμοι εναποθέτουν άμμο σε αυτά.
Αντίθετα, οι γούρνες της Δρ Portyankina και της ομάδας της που παρατηρήθηκαν στη νότια πολική περιοχή ήταν επίμονες για μια περίοδο τριών ετών. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, αυτά τα χαρακτηριστικά επεκτάθηκαν και ανέπτυξαν νέους «παραπόταμους», σχηματίζοντας ένα δενδριτικό μοτίβο που έμοιαζε με μια αράχνη του Άρη. Από αυτό, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι τα βόρεια αυλάκια που είχαν παρατηρηθεί στο παρελθόν έχουν την ίδια αιτία - δηλαδή την εξάχνωση που προκαλεί εξάτμιση.
Ωστόσο, κατέληξαν επίσης στο συμπέρασμα ότι τα βόρεια αυλάκια δεν αναπτύσσονται με την πάροδο του χρόνου λόγω της υψηλής κινητικότητας των υλικών αμμόλοφων στη βόρεια πολική περιοχή. Φαίνεται ότι η διαφορά οφείλεται στην παρουσία διαβρωτικού υλικού άμμου στο Βορρά και το Νότο, το οποίο δημιουργεί (ή ξεκινά) τη διαβρωτική διαδικασία που οδηγεί στο σχηματισμό γουρνών που μοιάζουν με αράχνη - που και οι δύο κλωτσούν τη διαδικασία αλλά μπορούν επίσης να το διαγράψετε.
"Πολλές τοποθεσίες στις νότιες πολικές περιοχές με εποχιακούς σκοτεινούς θαυμαστές δεν εμφανίζουν ορατές αποθέσεις άμμου", δήλωσε ο Δρ Portyankina. «Οι σκοτεινοί ανεμιστήρες σε αυτές τις τοποθεσίες μπορεί να είναι μόνο ένα μείγμα από regolith και σκόνη, ή ακόμη και μόνο σκόνη από μόνη της - όπως είναι πραγματικά παντού στον Άρη… [T] τοποθεσίες εύκαμπτων σωλήνων που έχουν άμμο θα βιώσουν μεγαλύτερη διάβρωση μόνο και μόνο επειδή υπάρχει κοκκώδες υλικό στη ροή αερίου. Βασικά, είναι παλιά απλή αμμοβολή. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να είναι ευκολότερο και γρηγορότερο να χαράζουμε αράχνες σε αυτές τις τοποθεσίες. "
Με άλλα λόγια, όπου υπάρχει άμμος κάτω από το φύλλο πάγου, το έδαφος κάτω από το οποίο είναι πιθανό να είναι πιο βραχώδες (δηλ. Πιο δύσκολο)> Ο σχηματισμός του εδάφους της αράχνης μπορεί να απαιτεί το έδαφος κάτω από τον πάγο να είναι αρκετά μαλακό για να χαράζεται, αλλά όχι έτσι χαλαρώστε ότι θα ξαναγεμίσει τα κανάλια κατά τη διάρκεια ενός μόνο εποχιακού κύκλου. Εν ολίγοις, ο σχηματισμός εδάφους spidery φαίνεται να εξαρτάται από τη διαφορά στην επιφανειακή σύνθεση μεταξύ των πόλων.
Επιπλέον, από τα πολλά χρόνια δεδομένα HiRISE που έχουν συσσωρευτεί, η Δρ Portyankina και η ομάδα της κατάφεραν επίσης να εκτιμήσουν τον τρέχοντα ρυθμό διάβρωσης στη νότια πολική περιοχή του Άρη. Τελικά, υπολόγισαν ότι τα μικρότερα αυλάκια που μοιάζουν με αράχνη θα απαιτούσαν χίλια χρόνια του Άρη (περίπου 1.900 χρόνια στη Γη) για να γίνουν μια αράχνη πλήρους κλίμακας.
Αυτή η μελέτη είναι σίγουρα σημαντική, καθώς η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι εποχικές αλλαγές και η σημερινή διάβρωση οδηγούν στη δημιουργία νέων τοπογραφικών χαρακτηριστικών είναι σημαντική όταν πρόκειται για την κατανόηση των διαδικασιών που διαμορφώνουν τις πολικές περιοχές του Άρη. Καθώς πλησιάζουμε όλο και πιο κοντά στην ημέρα που οι αποστολές πληρώματος και ακόμη και η διευθέτηση γίνονται πραγματικότητα, γνωρίζοντας πώς αυτές οι διεργασίες διαμορφώνουν τον πλανήτη θα είναι θεμελιώδες για να κάνουμε τα πράγματα στον Άρη.
