Таинственные овраги на Марсе, вероятно, вырыты движущимися блоками льда CO₂

Земной учёный доктор Лоннеке Рулфс из Утрехтского университета экспериментально доказала, что загадочные овраги на марсианских дюнах образуются, когда блоки льда CO₂ «зарываются» в песок. Её исследование опубликовано в Geophysical Research Letters.

Механизм образования

Зимой на Марсе (при -120 °C) на дюнах образуется лёд CO₂. Весной склоны нагреваются, и блоки льда длиной до метра отламываются. Из-за разреженной атмосферы и большой разницы температур между тёплым песком и льдом, нижняя сторона блока сразу переходит в газ (сублимирует). Поскольку килограмм газа занимает гораздо больше места, чем килограмм льда, происходит своего рода взрыв.

«В нашей симуляции я видела, как высокое давление газа разбрасывает песок вокруг блока во всех направлениях», — говорит Рулфс.

В результате блок зарывается в склон, попадая в углубление, окружённое небольшими гребнями осевшего песка. Процесс сублимации продолжается, и песок продолжает разбрасываться. Блок постепенно движется вниз, оставляя за собой длинный глубокий овраг с небольшими песчаными гребнями по бокам — точно такой, какой находят на Красной планете.

Эксперимент в «марсианской камере»

Исследование проводилось в «марсианской камере» Открытого университета в Милтон-Кинсе (Англия), где моделируются марсианские условия. Учёные симулировали дюнный склон под разными углами и наблюдали за падением блока льда CO₂.

«Найдя правильный угол склона, мы наконец увидели результат. Блок льда CO₂ начал зарываться в склон и двигаться вниз, как крот или песчаные черви из "Дюны". Это выглядело очень странно», — отмечает Рулфс.

Формирование блоков

Блоки льда CO₂ образуются на пустынных дюнах в средней части южного полушария Марса. Зимой слой льда CO₂ покрывает всю поверхность дюнного поля, иногда толщиной до 70 см. Весной лёд начинает нагреваться и сублимировать. Последние остатки льда находятся на затенённой стороне вершин дюн, и именно оттуда отламываются блоки, когда температура становится достаточно высокой. Достигнув подножия склона и остановившись, лёд продолжает сублимировать, пока весь CO₂ не испарится. Остаётся лишь углубление в песке у основания дюны.

Почему Марс?

«Марс — наш ближайший сосед. Это единственная каменистая планета, близкая к "зелёной зоне" нашей Солнечной системы. Эта зона находится как раз достаточно далеко от Солнца, чтобы на планете могла присутствовать жидкая вода — необходимое условие для жизни. Вопросы о происхождении жизни и возможной внеземной жизни могут быть решены здесь», — объясняет Рулфс.

Исследование процессов формирования ландшафта на других планетах позволяет выйти за рамки земных представлений и получить новые insights о процессах на нашей собственной планете.