Per anni, gli scienziati hanno capito che nelle regioni polari di Marte, l'anidride carbonica congelata (alias ghiaccio secco) copre gran parte della superficie durante l'inverno. Durante la primavera, questo ghiaccio sublima in alcuni punti, provocando la rottura del ghiaccio e la fuoriuscita di getti di CO². Questo porta alla formazione di fan oscuri e caratteristiche conosciute come "ragni", entrambi unici nella regione polare meridionale di Marte.
Negli ultimi dieci anni, i ricercatori non sono riusciti a vedere queste caratteristiche cambiare di anno in anno, dove disgeli ripetuti hanno portato alla loro crescita. Tuttavia, utilizzando i dati della telecamera HiRISE di Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), un team di ricerca dell'Università del Colorado, Boulder e il Planetary Science Institute in Arizona sono riusciti a scorgere per la prima volta la crescita cumulativa di un ragno da una primavera all'altra.
I ragni sono così chiamati per il loro aspetto, in cui più canali convergono su una fossa centrale. I fan scuri, d'altra parte, sono patch a basso contenuto di albedo che sono più scure della calotta di ghiaccio circostante. Per qualche tempo, gli astronomi hanno osservato queste caratteristiche nella regione polare meridionale di Marte e sono state avanzate teorie multiple sulla loro origine.
Nel 2007, Hugh Kieffer dello Space Science Institute di Boulder, in Colorado, ha teorizzato che fan e ragni oscuri fossero collegati e che entrambe le caratteristiche fossero il risultato del disgelo primaverile. In breve, durante la stagione primaverile di Marte - quando la regione polare meridionale è esposta a più luce solare - i raggi del sole penetrano nelle calotte glaciali e riscaldano il terreno sottostante.
Ciò provoca la formazione di flussi di gas sotto il ghiaccio che aumentano la pressione, causando infine la rottura del ghiaccio e innescando geyser. Questi geyser depositano polvere minerale e sabbia sulla superficie sottovento dall'eruzione, mentre le fessure nel ghiaccio crescono e diventano visibili dall'orbita. Mentre questa spiegazione è stata ampiamente accettata, gli scienziati non sono stati in grado di osservare questo processo in azione.
Utilizzando i dati dell'esperimento scientifico di imaging ad alta risoluzione dell'MRO (HiRISE), il team di ricerca è stato in grado di individuare una depressione a canale piccolo nella regione meridionale che è persistita e cresciuta per un periodo di tre anni. Oltre a assomigliare molto al terreno di ragno, era in prossimità di siti oscuri di fan. Da questo, hanno determinato che stavano assistendo a un ragno che era in fase di formazione.
Come la dott.ssa Ganna Portyankina, ricercatrice del Laboratory for Atmospher and Space Physics dell'Università del Colorado, Boulder, e autrice principale del documento di ricerca del team, ha spiegato a Space Magazine via e-mail,
“Abbiamo già osservato diversi cambiamenti nella superficie causati dai getti di CO² in precedenza. Tuttavia, erano tutti cambiamenti stagionali nell'albedo di superficie, come fan oscuri, o erano solo di breve durata e se ne andavano l'anno successivo, come i solchi. Questa volta, i trogoli sono rimasti per diversi anni e sviluppano un'estensione di tipo dendritico, proprio come ci aspettiamo che si sviluppino i grandi ragni. "
Solchi simili al terreno ragno sono stati avvistati nel polo nord di Marte in passato, che coincideva con una sorgente marziana. In queste occasioni, gli scienziati che utilizzano i dati dello strumento HiRISE hanno riferito di aver visto piccoli solchi sulle dune di sabbia, dove le eruzioni avevano depositato ventole oscure. Tuttavia, in ciò che è tipico dei solchi settentrionali, si trattava di eventi annuali non persistenti, che scomparivano quando i venti estivi depositavano sabbia in essi.
Al contrario, i trogoli che la dott.ssa Portyankina e il suo team hanno osservato nella regione polare meridionale erano persistenti per un periodo di tre anni. Durante questo periodo, queste caratteristiche estesero e svilupparono nuovi "affluenti", formando un modello dendritico che assomigliava a un ragno marziano. Da ciò, hanno concluso che i solchi settentrionali precedentemente osservati hanno la stessa causa - cioè la sublimazione che provoca degassamento.
Tuttavia, hanno anche concluso che i solchi settentrionali non si sviluppano nel tempo a causa dell'alta mobilità del materiale delle dune nella regione polare settentrionale. La differenza, a quanto pare, dipende dalla presenza di materiale erosivo di sabbia nel nord e nel sud, che crea (o avvia) il processo erosivo che porta alla formazione di canali simili a ragni - che entrambi danno il calcio d'inizio al processo ma possono anche cancellarlo.
"Molte località nelle regioni polari meridionali con ventagli bui stagionali non mostrano depositi di sabbia visibili", ha affermato il dott. Portyankina. "I fan scuri in quei luoghi potrebbero essere solo un mix di regolite e polvere, o anche solo polvere per conto proprio - dato che è davvero ovunque su Marte ... [T] le posizioni dei tubi che hanno sabbia subiranno una maggiore erosione semplicemente perché c'è materiale granulare nel flusso di gas. Fondamentalmente, è vecchia semplice sabbiatura. Ciò significa che deve essere più facile e veloce scolpire i ragni in quelle posizioni. "
In altre parole, dove la sabbia esiste sotto la calotta glaciale, il terreno sottostante che è probabilmente più roccioso (cioè più duro)> La formazione del terreno del ragno potrebbe richiedere che il terreno sotto il ghiaccio sia abbastanza morbido da essere scolpito, ma non così perdere che riempirà i canali durante un singolo ciclo stagionale. In breve, la formazione del terreno ragno sembra dipendere dalla differenza nella composizione superficiale tra i poli.
Inoltre, dai molti anni di dati HiRISE accumulati, la dott.ssa Portyankina e il suo team sono stati anche in grado di misurare l'attuale tasso di erosione nella regione polare meridionale di Marte. Alla fine, hanno stimato che i piccoli solchi simili a un ragno richiederebbero un migliaio di anni marziani (circa 1.900 anni terrestri) per diventare un ragno su vasta scala.
Questo studio è certamente significativo, poiché comprendere come i cambiamenti stagionali e l'erosione odierna portano alla creazione di nuove caratteristiche topografiche è importante quando si tratta di comprendere i processi che modellano le regioni polari di Marte. Man mano che ci avviciniamo sempre più al giorno in cui le missioni con equipaggio e persino l'insediamento diventano realtà, sapere come questi processi modellano il pianeta sarà fondamentale per fare un giro di cose su Marte.
