Selama bertahun-tahun, para saintis memahami bahawa di kawasan kutub Mars, karbon dioksida beku (alias ais kering) meliputi sebahagian besar permukaan semasa musim sejuk. Pada musim bunga, ais ini menyebar di tempat-tempat, menyebabkan ais retak dan jet CO 2 memuntahkan. Ini membawa kepada pembentukan kipas gelap dan ciri yang dikenali sebagai "labah-labah", yang keduanya unik untuk wilayah kutub selatan Mars.
Selama dekad yang lalu, para penyelidik gagal melihat ciri-ciri ini berubah dari tahun ke tahun, di mana pencairan berulang telah menyebabkan pertumbuhannya. Namun, menggunakan data dari kamera HiRISE Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), pasukan penyelidik dari University of Colorado, Boulder dan Planetary Science Institute di Arizona berjaya melihat pertumbuhan kumulatif labah-labah untuk pertama kalinya dari satu musim bunga ke musim bunga yang lain.
Labah-labah dinamakan begitu kerana penampilannya, di mana banyak saluran bersatu di lubang pusat. Kipas gelap, sebaliknya, adalah tampalan albedo rendah yang lebih gelap daripada lapisan ais di sekitarnya. Untuk beberapa waktu, para astronom telah memperhatikan ciri-ciri ini di wilayah kutub selatan Mars, dan banyak teori dikembangkan mengenai asal usulnya.
Pada tahun 2007, Hugh Kieffer dari Institut Sains Angkasa di Boulder, Colorado berteori bahawa peminat gelap dan labah-labah dihubungkan, dan kedua-dua ciri tersebut adalah hasil pencairan musim bunga. Singkatnya, semasa musim bunga Mars - ketika wilayah kutub selatan terdedah kepada cahaya matahari yang lebih banyak - sinar Matahari menembusi lapisan es dan menghangatkan tanah di bawahnya.
Ini menyebabkan aliran gas terbentuk di bawah ais yang meningkatkan tekanan, akhirnya menyebabkan ais retak dan memicu geyser. Geyser ini menyimpan debu mineral dan pasir di permukaan bawah dari letusan, sementara retakan di ais tumbuh dan kelihatan dari orbit. Walaupun penjelasan ini telah diterima secara meluas, para saintis tidak dapat memerhatikan proses ini dalam tindakan.
Dengan menggunakan data dari Eksperimen Sains Pengimejan Resolusi Tinggi MRO (HiRISE), pasukan penyelidik dapat melihat palung saluran kecil di wilayah selatan yang terus berlanjutan dan berkembang dalam jangka masa tiga tahun. Selain menyerupai medan spidery, itu juga berdekatan dengan laman penggemar gelap. Dari ini, mereka menentukan bahawa mereka menyaksikan labah-labah yang sedang dalam proses pembentukan.
Seperti yang dijelaskan oleh Dr. Ganna Portyankina - penyelidik dari Makmal Fizik Atmosfera dan Angkasa di Universiti Colorado, Boulder, dan penulis utama kertas penyelidikan pasukan - menerangkan kepada Space Magazine melalui e-mel,
"Kami telah melihat perubahan permukaan yang disebabkan oleh jet CO 2 sebelumnya. Namun, mereka semua sama ada perubahan musim di albedo permukaan, seperti peminat gelap, atau mereka hanya berumur pendek dan hilang pada tahun berikutnya, seperti alur. Kali ini, palung telah bertahan selama beberapa tahun dan mereka mengembangkan jenis penyulingan dendritik - tepat seperti yang kami harapkan labah-labah besar berkembang. "
Furrows yang serupa dengan medan spidery telah terlihat di kutub utara Mars pada masa lalu, yang bertepatan dengan mata air Martian. Pada kesempatan ini, para saintis yang menggunakan data dari instrumen HiRISE melaporkan melihat alur kecil di bukit pasir, di mana letusan telah menempatkan kipas gelap. Namun, dalam apa yang biasa di alur utara, ini adalah kejadian tahunan yang tidak berterusan, hilang ketika angin musim panas menumpahkan pasir di dalamnya.
Sebaliknya, palung Dr. Portyankina dan pasukannya diperhatikan di wilayah kutub selatan berterusan dalam jangka masa tiga tahun. Selama ini, ciri-ciri ini memperluas dan mengembangkan "anak sungai" baru, membentuk pola dendritik yang menyerupai labah-labah Martian. Dari ini, mereka menyimpulkan bahawa alur utara yang diperhatikan sebelumnya mempunyai penyebab yang sama - iaitu penyejukan menyebabkan outgassing.
Namun, mereka juga menyimpulkan bahawa alur utara tidak berkembang dari masa ke masa kerana mobiliti tinggi bahan gundukan di wilayah kutub utara. Perbezaannya, nampaknya, disebabkan oleh adanya bahan pasir yang erosif di utara dan selatan, yang mewujudkan (atau memulakan) proses erosif yang membawa kepada pembentukan palung seperti labah-labah - yang kedua-duanya menendang proses tetapi dapat padamkan juga.
"Banyak lokasi di wilayah kutub selatan dengan penggemar gelap bermusim tidak menunjukkan simpanan pasir yang terlihat," kata Dr. Portyankina. "Kipas gelap di lokasi tersebut mungkin hanya campuran regolith dan debu, atau bahkan debu sendiri - seperti di mana-mana di Marikh ... [T] lokasi selang yang mempunyai pasir akan mengalami hakisan yang lebih tinggi hanya kerana terdapat bahan berbutir dalam aliran gas. Pada dasarnya, ia adalah pasir mudah lama. Ini bermaksud, mesti lebih mudah dan cepat untuk mengukir labah-labah di lokasi tersebut. "
Dengan kata lain, di mana pasir ada di bawah lapisan ais, tanah di bawahnya yang cenderung lebih keras (iaitu lebih keras)> Pembentukan medan labah-labah mungkin memerlukan tanah di bawah ais cukup lembut untuk diukir, tetapi tidak demikian longgar bahawa ia akan mengisi semula saluran selama satu kitaran bermusim. Ringkasnya, pembentukan medan spidery nampaknya bergantung pada perbezaan komposisi permukaan antara kutub.
Selain itu, dari data HiRISE selama bertahun-tahun yang terkumpul, Dr. Portyankina dan pasukannya juga dapat mengukur kadar hakisan semasa di wilayah kutub selatan Mars. Pada akhirnya, mereka menganggarkan bahawa alur seperti labah-labah yang lebih kecil memerlukan seribu tahun Mars (sekitar 1.900 tahun Bumi) untuk menjadi labah-labah skala penuh.
Kajian ini sememangnya penting, kerana memahami bagaimana perubahan musim dan hakisan masa kini membawa kepada penciptaan ciri topografi baru adalah penting ketika memahami proses yang membentuk kawasan kutub Mars. Ketika kita semakin dekat dan semakin dekat dengan hari ketika misi dan penyelesaian bahkan menjadi kenyataan, mengetahui bagaimana proses-proses ini membentuk planet akan menjadi asas untuk melakukan sesuatu di Marikh.
