Эксперимент показал, что на самом деле творится под марсианскими дюнами каждую весну

Вот уже четверть века загадочные извилистые овраги, прорезающие песчаные дюны Марса, ставят в тупик ученых всего мира. Феномен был обнаружен в уже далеком 1999 году, и с тех пор исследователи ломают головы над тем, какие же силы способны оставлять такие странные, похожие на следы гигантских червей, узоры на поверхности Красной планеты? Но, похоже, убедительные ответы, наконец-то, найдены!

Версии и гипотезы

Первоначально ученые выдвинули версию, что эти овраги образованы сезонными потоками жидкой воды. Однако позже оказалось, что никаких твердых фактов по поводу наличия жидкой воды на Красной планете у исследователей нет.



Более того, вряд ли в ближайшем будущем эти доказательства вообще будут получены. Таким образом, гипотеза оказалась в тупике, заставив планетологов искать альтернативные объяснения марсианской аномалии.

В 2013 году научное сообщество выдвинуло кардинально новую идею: желоба могли образоваться из-за того, что куски сухого (углекислого) льда превращались в газ, когда скользили вниз по дюнам.

Первые эксперименты показали, что этот механизм вполне правдоподобен. Однако в ходе испытаний ученым не удалось воспроизвести все характерные особенности марсианских оврагов, в том числе их змеевидную извилистость и четкие валы по краям. Можно сказать, что исследователи уже тогда были близки к разгадке, но в мозаике их открытия не хватило важных фрагментов.

Ледяной «крот» с Красной планеты

Группу исследователей под руководством ученой-геолога Лоннеке Рулофс из Утрехтского университета (Нидерланды) не удовлетворили предыдущие результаты. Голландские ученые использовали марсианскую камеру Открытого университета (Великобритания), чтобы показать, как CO2 может вызывать массовый отток вещества.

Примечание: марсианская камера — это герметичная среда, которая имитирует марсианские условия. Разумеется, насколько это возможно на Земле.



Настроив оборудование так, чтобы оно имитировало разреженный холодный воздух Марса, команда сбрасывала блоки сухого льда на песчаные склоны с разным углом наклона и размером песчинок. Результаты фиксировались с помощью высокоскоростных камер.

Поразительно, но ключевым оказался именно угол наклона. На склонах с углом более 25 градусов лед скользил вниз на подушке из газа, оставляя за собой размытый след. А вот на более пологих углах, 22,5 градуса и менее, происходили совсем иные вещи: лед частично… погружался в песок.


— объяснила Рулофс.

Когда кусок сухого льда проваливался под песок, начиналось самое интересное. От тепла снизу лед начинал быстро превращаться в газ. Последнему было некуда деться, и он скапливался под поверхностью, как пар в котле. В какой-то момент давление становилось таким сильным, что газ с мощным взрывом прорывался наружу, с силой вышвыривая песок вокруг себя.

Именно эти мини-взрывы, повторяющиеся снова и снова, и вырезали в песке извилистые каналы, оставляя по их краям высокие песчаные валы, а в конце пути — небольшой кратер, где лед окончательно испарялся. В итоге получался след, будто под поверхностью дюны прорылся невидимый крот, который изредка выталкивал песок наверх.

Следует отметить, что на Земле такое явление увидеть вообще нельзя. Это связано с тем, что в наших условиях сухой лед ведет совершенно по-другому.

Особенности марсианской весны

Но почему этот процесс происходит именно на Марсе? Все дело в уникальных условиях планеты. Атмосфера Марса богата CO2, поэтому она может образовывать слой льда толщиной до 70 сантиметров над дюнами в средних широтах.


— Рулофс.

Чтобы подтвердить свою теорию, голландские исследователи провели моделирование, учтя марсианскую гравитацию, которая составляет всего 38% от земной. Результаты экспериментов показали: сублимирующиеся блоки толщиной до метра могут разбрасывать песок на Красной планете на расстояние до 13 метров. Это отлично объясняет появление оврагов.



Кроме того, моделирование дало ответ на вопрос, почему эти овраги можно найти только на мелкозернистых склонах. Оказалось, что только там данный механизм может работать эффективно.

Открытие, опубликованное в Geophysical Research Letters, не только решает давнюю планетологическую загадку. Оно еще и подчеркивает, насколько динамичной и активной может быть поверхность Марса. При этом там происходят процессы, которые у нас на Земле были бы вообще невозможны.


— Рулофс.