Marsa zirnekļu izcelsme beidzot atklāta un pārbaudīta

Pirmo reizi Marsa "zirnekļi" fiksēti 2003. gadā. Kopš tā laika periodiski tie parādās te viena, te cita Marsa pavadoņa uzņemtajos attēlos. Simtiem tumšas krāsas struktūru ar "kājām", kas stiepjas visos virzienos un atgādina mudžekli ar zirnekļiem. Daži no šiem mudžekļiem var būt pat kilometru lieli.

Šādu "zirnekļu" pilnu Marsu 2020. gada 4. oktobrī nofotografēja Eiropas Kosmosa aģentūras zonde "ExoMars Trace Gas Orbiter".

Pirms 20 gadiem planētu pētnieki bija pilnīgā nesaprašanā, kas varētu būt cēlonis šiem dīvainajiem veidojumiem. Tomēr laika gaitā, pētot arvien jaunus un kvalitatīvākus attēlus un datus, izvirzīta ticama hipotēze – pie vainas oglekļa dioksīda ledus sublimācija.

Kļūstot siltākam laikam, pamazām kūst arī oglekļa dioksīda ledus Marsa dienvidu puslodē. Dziļākie ledus slāņi sublimējas jeb pa taisno no cieta agregātstāvokļa pārtop par gāzi. Tai kaut kur jāpaliek – gāze izplešas un, spiedienam pieaugot, pa sīkākajām spraugām cenšas atrast ceļu līdz virszemei. Pa ledus plaisām, reizēm pat zem metru un biezākas oglekļa dioksīda ledus kārtas, gāze spraucas augšup un, ar joni izlaužoties gluži kā geizeri, līdzi parauj tumšas krāsas putekļus no slāņiem zem ledus. Tie, izmesti virszemē, arī veido šos "zirnekļus".

Tāda bija teorija, bet klātienē un reālā laikā neviens šo procesu novērojis līdz šim nebija. NASA Reaktīvās kustības laboratorijas pētniece Lorena Makkiona piecus gadus strādāja pie tā, lai beidzot droši pārliecinātos, ka Marsa "zirnekļi" rodas tieši šādi un nekā citādāk.

"Bija vēls piektdienas vakars (kad eksperiments beidzot izdevās), un, izdzirdējis manu spiedzienu, laboratorijas menedžere iebrāzās telpā domājot, ka noticis kas slikts," paziņojumā presei stāsta Makkiona. Viss bija vislabākajā kārtībā – piecu gadu pūliņi beidzot atmaksājušies.

Simulētā Marsa vidē, kas atrodas aptuveni vīna mucas izmēra eksperimentālā vakuuma kamerā, dēvētā par DUSTIE ("Dirty Under-vacuum Simulation Testbed for Icy Environments"), dzima pirmais Marsa "zirneklis" uz Zemes. Kamerā ievietots Marsa virsmas materiāla jeb regolīta analogs, bet pa virsu tam sasalis oglekļa dioksīds. Temperatūra kamerā – mīnus 185 grādi pēc Celsija skalas. Regolītu silda sildītājs, kas imitē periodisku ledus sasilšanu Marsa dienvidu puslodē Saules staru ietekmē.

Stariem spīdot caur dzidrajiem oglekļa dioksīda ledus slāņiem, lielāko daļu siltuma absorbē zem ledus esošais tumšākas krāsas regolīts. Šajā vietā, kur regolīts satiekas ar ledu, iesprostotais siltums regolītam tuvāko ledus slāni sublimē oglekļa dioksīda gāzē. Spiedienam pieaugot, tas pa plaisām ledū izlaužas virspusē, līdzi paraujot arī regolīta daļiņas un uz ledus virsmas "uzzīmējot" šos veidojumus.

Skan diezgan vienkārši, taču teorija ir teorija, prakse ir prakse. "Bija nepieciešami daudzi mēģinājumi, līdz Makionai izdevās atrast perfekto apstākļu kombināciju, lai ledus slānis būtu vienlaikus pietiekami biezs un pietiekami caurspīdīgs," paziņojumā presei raksta NASA. Taču galu galā ledus saplaisāja, gāze pa plaisām tika virspusē un tad, kad pēc 10 minūtēm oglekļa dioksīda dūmaka bija izklīdusi, uz ledus virsmas DUSTIE kamerā bija redzams "zirneklis".

Eksperiments atklāja arī kādu jaunu niansi šo veidojumu rašanās procesā, ko zinātnieki iepriekš nebija apsvēruši, raksta vietne "Live Science". Oglekļa dioksīda ledus veidojas ne tikai pa virsu regolītam, bet arī pašā regolītā. Arī regolīta virsējie slāņi, ne tikai ledus, pieaugošā spiediena ietekmē saplaisāja neregulārā rakstā. Tādējādi "zirnekļu kājas" izkārtojušās zigzaga veidā. "Šī ir viena no tām detaļām, kas pierāda – dabā procesi mēdz būt drusku nekārtīgāki un haotiskāki nekā "uz papīra"," spriež NASA pārstāvji.

Makkiona ar kolēģiem eksperimentus turpinās, jo gluži viss par Marsa "zirnekļiem" vēl nav zināms. Piemēram, kāpēc tie veidojas tikai noteiktās vietās, kaut šķietami piemēroti apstākļi ir arī citur. Tāpat zinātnieki arī nav "atkoduši" to, kāpēc šo veidojumu skaits ik gadu pieaug.