لسنوات ، فهم العلماء أنه في المناطق القطبية في المريخ ، يغطي ثاني أكسيد الكربون المجمد (المعروف أيضًا باسم الجليد الجاف) معظم السطح خلال فصل الشتاء. خلال فصل الربيع ، يتصاعد هذا الجليد في بعض الأماكن ، مما يتسبب في تصدع الجليد ونفاثات ثاني أكسيد الكربون التي تنبثق. وهذا يؤدي إلى تكوين مراوح داكنة وميزات تعرف باسم "العناكب" ، وكلاهما فريد من نوعه للمنطقة القطبية الجنوبية للمريخ.
على مدى العقد الماضي ، فشل الباحثون في رؤية هذه السمات تتغير من عام لآخر ، حيث أدى تكرار الذوبان إلى نموها. ومع ذلك ، باستخدام بيانات من كاميرا HiRISE (MRO) HiRISE لكوكب المريخ ، استطاع فريق بحثي من جامعة كولورادو وبولدر ومعهد علوم الكواكب في أريزونا أن يلاحظ النمو التراكمي للعنكبوت لأول مرة. من ربيع إلى آخر.
سميت العناكب بسبب مظهرها ، حيث تتلاقى قنوات متعددة في حفرة مركزية. من ناحية أخرى ، المراوح المظلمة هي بقع منخفضة البياض أغمق من الغطاء الجليدي المحيط بها. لبعض الوقت ، لوحظ علماء الفلك هذه الميزات في المنطقة القطبية الجنوبية للمريخ ، وتم تقديم نظريات متعددة حول أصلها.
في عام 2007 ، افترض هيو كيففر من معهد علوم الفضاء في بولدر ، كولورادو أن المراوح السوداء والعناكب مرتبطة ببعضها البعض ، وأن كلا الميزتين كانتا نتيجة ذوبان الربيع. باختصار ، خلال موسم ربيع المريخ - عندما تتعرض المنطقة القطبية الجنوبية لمزيد من ضوء الشمس - تخترق أشعة الشمس الصفائح الجليدية وتدفئ الأرض تحتها.
وهذا يتسبب في تدفق الغازات تحت الجليد الذي يتسبب في زيادة الضغط ، مما يؤدي في النهاية إلى تصدع الجليد وتسبب السخانات. ترسب هذه السخانات الغبار المعدني والرمل عبر سطح الريح من ثوران البركان ، بينما تنمو الشقوق في الجليد وتصبح مرئية من المدار. في حين تم قبول هذا التفسير على نطاق واسع ، لم يتمكن العلماء من مراقبة هذه العملية في العمل.
باستخدام بيانات من تجربة علم التصوير عالي الدقة (HiRISE) لـ MRO ، تمكن فريق البحث من اكتشاف أحواض صغيرة في المنطقة الجنوبية استمرت ونمت على مدى ثلاث سنوات. بالإضافة إلى أنها تشبه إلى حد كبير التضاريس العنكبوتية ، كانت قريبة من مواقع المعجبين المظلمة. من هذا ، قرروا أنهم يشهدون عنكبوتًا كان في طور التكوين.
كما أوضحت الدكتورة جانا بورتيانكينا - باحثة من مختبر فيزياء الغلاف الجوي والفضاء بجامعة كولورادو ، بولدر ، والمؤلفة الرئيسية في ورقة بحث الفريق - لمجلة الفضاء عبر البريد الإلكتروني ،
“لقد لاحظنا تغيرات مختلفة في السطح بسبب طائرات CO² من قبل. ومع ذلك ، كانت جميعها إما تغيرات موسمية في البياض السطحي ، مثل المشجعين المظلمين ، أو أنها كانت قصيرة العمر فقط واختفت في العام التالي ، مثل الأخاديد. هذه المرة ، بقيت الأحواض على مدى عدة سنوات وتطور نوعًا من التشعب الشرياني - بالطريقة التي نتوقع أن تتطور بها العناكب الكبيرة. "
تم رصد الأخاديد التي كانت مشابهة للتضاريس العنكبوتية في القطب الشمالي للمريخ في الماضي ، والذي تزامن مع نبع المريخ. في هذه المناسبات ، ذكر العلماء الذين يستخدمون بيانات من أداة HiRISE أنهم رأوا أخاديد صغيرة على الكثبان الرملية ، حيث أودت الانفجارات مراوح مظلمة. ومع ذلك ، في ما هو نموذجي للأخاديد الشمالية ، كانت هذه أحداث سنوية غير مستمرة ، تختفي عندما ترسب رياح الصيف الرمال فيها.
في المقابل ، كانت الأحواض التي لاحظتها الدكتورة بورتيانكينا وفريقها في المنطقة القطبية الجنوبية مستمرة طوال فترة ثلاث سنوات. خلال هذا الوقت ، وسعت هذه الميزات وتطوير "روافد" جديدة ، لتشكيل نمط شجيري يشبه العنكبوت المريخي. من هذا ، استنتجوا أن الأخاديد الشمالية التي تمت ملاحظتها سابقًا لها نفس السبب - أي التسامي الذي يتسبب في إطلاق الغازات.
ومع ذلك ، استنتجوا أيضًا أن الأخاديد الشمالية لا تتطور بمرور الوقت بسبب الحركة العالية لمواد الكثبان الرملية في المنطقة القطبية الشمالية. يبدو أن الفرق يرجع إلى وجود مادة رملية متآكلة في الشمال والجنوب ، مما يخلق (أو يبدأ) عملية التآكل التي تؤدي إلى تكوين أحواض تشبه العنكبوت - والتي تعمل على بدء العملية ولكن يمكن أيضا محوها.
قال الدكتور بورتيانكينا: "لا تظهر العديد من المواقع في المناطق القطبية الجنوبية ذات المراوح الموسمية المظلمة أي رواسب رملية ظاهرة". "قد تكون المراوح المظلمة في تلك المواقع مجرد مزيج من الأثرياء والغبار ، أو حتى الغبار بمفردها - كما هو الحال في كل مكان على كوكب المريخ ... [T] ستواجه مواقع خراطيم الرمل تآكلًا أعلى لمجرد وجود مادة حبيبية في تدفق الغاز. في الأساس ، إنها عملية رمل بسيطة قديمة. وهذا يعني أنه يجب أن يكون من الأسهل والأسرع نحت العناكب في تلك المواقع ".
بمعنى آخر ، حيث يوجد الرمل تحت الصفيحة الجليدية ، من المحتمل أن تكون الأرض تحتها صخرية (أي أصعب)> قد يتطلب تكوين تضاريس العنكبوت أن تكون الأرض أسفل الجليد ناعمة بما يكفي لنحتها ، ولكن ليس كذلك تفقد أنه سيعيد ملء القنوات خلال دورة موسمية واحدة. باختصار ، يبدو أن تكوين التضاريس الأرضية يعتمد على الاختلاف في تكوين السطح بين القطبين.
بالإضافة إلى ذلك ، من العديد من بيانات HiRISE لسنوات عديدة التي تم تجميعها ، تمكنت الدكتورة Portyankina وفريقها من قياس المعدل الحالي للتآكل في المنطقة القطبية الجنوبية للمريخ. في نهاية المطاف ، قدروا أن الأخاديد الأصغر مثل العنكبوت ستتطلب ألف سنة مريخية (حوالي 1900 سنة أرضية) لكي تصبح عنكبوتًا واسع النطاق.
هذه الدراسة مهمة بالتأكيد ، لأن فهم كيف تؤدي التغييرات الموسمية والتآكل الحالي إلى إنشاء ميزات طبوغرافية جديدة أمر مهم عندما يتعلق الأمر بفهم العمليات التي تشكل المناطق القطبية للمريخ. مع اقترابنا من اليوم الذي تصبح فيه المهام الطاقم وحتى الاستيطان حقيقة ، فإن معرفة كيف تشكل هذه العمليات الكوكب سيكون أمرًا أساسيًا للقيام بالأشياء على كوكب المريخ.
