Laborban reprodukáltak egy marsi felszíni formát

A Mars a ritka légköre és a hideg felszíne ellenére is meglepően dinamikus bolygó, különböző felszíni jelenségek játszódnak le rajta, amelyek részint a szén-dioxid szublimációjához (jégből folyadékfázis nélkül gázállapotba váltás folyamata) köthetőek. Ilyen folyamatot sejtettek a „pókok” kialakulása hátterében is.

Ezek a képződmények elérhetik az 1 kilométeres átmérőt, és akár több száz egyedi „láb”, elágazó vonalka lehet bennük. Gyakran csoportosan jelennek meg, ettől a felszín ráncosnak tűnhet.

A szublimáció jelenségét használják ki azokon a szórakoztató előadásokon, koncerteken, amelyekben „füstre” van szükség.

A hőszigetelten tárolt szén-dioxid jeget általában a nála jóval melegebb vízbe helyezve késztetik heves szublimációra, az így felszabaduló hideg „füst” aztán a színpad alsó részén hömpölyög és gyűlik össze, misztikus hangulatot keltve.

A Földön természetes úton nem alakul ki szén-dioxid jég (szárazjég), azonban egy új, a Planetary Science Journal folyóiratban publikált kísérletsorozatban sikerült laborkörülmények közt létrehozni a marsi pókokhoz igencsak hasonló képződményeket. A kísérletek során a marsi felszíni hőmérsékletet és légnyomást is lemásolták, és igazolták a Kieffer-modell alapján született elméleti részleteket az alakzatok kialakulásáról.

A Mars felszínén a téli időszakban szárazjég réteg rakódik le, ami áttetsző. Amikor aztán a napfény elkezdi melegíteni az alatta lévő, sötétebb színű talajt, a talajban elnyelt hő miatt a közvetlenül vele érintkező szén-dioxid jég elszublimál.

Amikor kellően nagy mennyiségű gáz jött így létre a jégréteg alatt, annak nyomása megrepeszti a takaró jégréteget, s kiszabadul. Felfelé haladva magával ragadja a talaj szemcséit is, amelyeket aztán a jég tetején hagy. (Ez a folyamat kissé hasonló ahhoz, ahogyan az üstökösök jegének szublimációja során por szabadul ki az égitestekből.) Végül a tavaszi idővel az összes felszíni szárazjég elszublimált, és a feltört gázok által a felszínre hozott törmeléknyomok lesznek azután a „pókok”.

A kutatók számára a legnagyobb kihívást a marsi sarkvidéki körülmények laboratóriumi megteremtése jelentette: rendkívül alacsony légnyomás és -185 Celsius-fok hideg kellett. Ezt a JPL tesztlaborjában, egy folyékony nitrogénnel hűtött DUSTIE nevű kamrában kapták meg. A kamra hosszú történettel rendelkezik, itt vizsgálták a NASA Phoenix Lander nevű, 2008-as, marsi sarkvidéki leszálló szondájának jégtörő eszközét is.

A kutatók a lehűtött marsi talaj analógot a kamrába helyezték, majd a marsi légnyomásnak megfelelő szinten szén-dioxidot pumpáltak a kamrába, ahol az néhány óra alatt kifagyott a talajminta felszínére. Azonban sokat kellett próbálkozni, míg végre azt a szárazjég-réteget kapták a kutatók, amire szükség volt.

Mikor ez végül sikerült, egy fűtőelemet tettek a kamrába, ezzel imitálva a napfény melegítő hatását. A kísérlet során kialakultak a repedések, amelyekből láthatóan feltört a gázzá vált szén-dioxid, majd végül a talajon maradtak a marsi pókokra hasonlító alakzatok.

A kísérletek során egy olyan jelenségre is fény derült, amit a Kieffer-modellből nem vártak. A szárazjég a talajszemcsék között is kirakódott, majd feltörte azokat. Ez a jelenség azt is megmagyarázhatja, hogy miért tűnnek olyan töredezett felszínűnek a marsi pókok. Az, hogy valóban ez állhat a háttérben, attól is függ, mekkora szemcseméretű a talaj, és attól, hogy miként keveredik a talajba a mélybeli vízjég.

Van még számos kérdés, illetve kísérleti körülmény, amelyeket finomítva le lehet szűkíteni a marsi pókok keletkezéséhez szükséges körülményeket. Sok válaszra váró kérdés van még:

• Miért csak a Mars egyes helyein vannak jelen?
• Miért nem nő a számuk vagy a méretük?
• Lehet, hogy a marsi régmúlt tanúi ezek a képződmények?

Sajnos minden marsi jármű nagyon távol van a déli félteke azon sarkvidék-közeli régióitól, ahol e képződmények láthatók, így helyszíni vizsgálatokra egy ideig még biztosan nem lesz lehetőség.