Мы знаем, что ландшафт Марса постоянно меняется. На фотографиях мы видим структуры, похожие на барханы земных пустынь. Исследование, проведённое научной группой из Тринити-колледжа в Дублине (ирл. Coláiste na Tríonóide, англ. Trinity College Dublin), показывает, что мы наблюдаем следы процесса возгонки (сублимации).
Сублимация — процесс, при котором вещество переходит из твёрдого состояния в газообразное, минуя промежуточную жидкую фазу. Люди используют этот процесс в своих целях, но в природе мы наблюдаем его нечасто (обратный процесс — десублимация — встречается чаще, это образование инея и изморози).
Материалы исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.
Аспирантка Тринити-колледжа Лорен Мак-Киоун (Lauren Mc Keown) рассказывает:
«Мы все слышали интересные новости о доказательствах наличия воды на Марсе. Однако современный климат Марса таков, что вода не может находиться долго в жидком состоянии. Таким образом, важно понять роль других летучих веществ, которые сейчас, вероятно, изменяют Марс.
Марсианская атмосфера состоит на более чем 95% из СО2, но мы мало знаем о том, как он взаимодействует с поверхностью планеты. На Марсе наблюдается сезонность, это означает, что в зимнее время большое количество атмосферного СО2 изменяет своё состояние от газа к твёрдому телу и оседает в таком виде на поверхности. Затем, весной, происходит обратный процесс — лёд сублимируется, и эти сезонные изменения могут быть действительно важным геоморфологическим процессом».
Мэри Бурк (Mary Bourke), соавтор публикации, следила за изменениями на поверхности Марса в течение многих лет. Кроме того, она обнаружила следы, ранее не отмеченные исследователями.
«Несколько лет назад я обнаружила уникальные отметины на поверхности марсианских дюн. Я назвала их песчаными ложбинками, они продолговатые и неглубокие, представляют собой сетку, которая образовывается на марсианских дюнах и исчезает в течение сезона. Необычным в них было то, что они росли как вверх, так и вниз по дюне — это исключает действие жидкой воды как причину их появления».
Игнорирующее гравитацию явление озадачило учёных. Была выдвинута теория «криовентиляции» (cryo-venting). Исследователи предположили, что углекислый газ, находящийся в марсианском грунте, весной быстро переходит в газообразное состояние и пылевые микровзрывы формируют сложные узоры на поверхности дюн. На Земле такого не встретишь — весной на Марсе грунт «закипает», процесс протекает бурно, но чрезвычайно быстро, газ освобождается из зимней ловушки за считаные минуты.
Для того чтобы проверить теорию, «исследователи спроектировали и построили камеру низкой влажности и разместили кусочки СО2 на сыпучей поверхности. Эксперименты показали, что сублимация двуокиси углерода может образовывать борозды различной морфологии, подобные тем, которые наблюдаются на Марсе”.
Линейные овраги на поверхности Марса также можно объяснить этим процессом. Эти длинные, иногда извилистые и узкие структуры формируются, когда куски сухого льда срываются с верхушки дюны и плывут вниз по склону.
Мак-Киоун поясняет:
«Разница в температуре между песчаной поверхностью и куском сухого льда будет генерировать пароизоляционный слой под куском, что позволит ему скользить вниз по склону, подобно тому, как шайба скользит во время игры в хоккей, оставляя за собой канавку. Остановившись, кусок, сублимируясь, образует ямку. Он сам исчезнет без следа, но впадина останется.
Овраги на Земле обычно создаются жидкой водой, они почти всегда заканчиваются так называемой наносной окраиной, а не ямой. Наличие ямы, следовательно, подтверждает гипотезу, согласно которой куски сухого льда формируют линейные овраги».