Des chercheurs s’attaquent aux “ araignées ” de Mars –

Les araignées, plus formellement appelées aranéiformes, sont des systèmes radiaux à topographie négative d’aspect étrange de creux dendritiques; des motifs qui ressemblent à des branches d’un arbre ou à un éclair de fourche. On pense que ces caractéristiques, qui ne se trouvent pas sur Terre, sont gravées dans la surface martienne par la glace sèche passant directement du solide au gaz (sublimation) au printemps. Contrairement à la Terre, l’atmosphère de Mars comprend principalement du CO₂ et à mesure que les températures diminuent en hiver, cela se dépose à la surface sous forme de CO₂ givre et glace.

L’équipe Trinity, avec des collègues de l’Université de Durham et de l’Open University, a mené une série d’expériences financées par l’Irish Research Council et Europlanet à l’Open University Mars Simulation Chamber, sous la pression atmosphérique martienne, afin d’étudier si des modèles similaires à ceux de Mars les araignées pourraient se former par sublimation de glace sèche.

Ses conclusions sont détaillées dans un article récemment publié dans le Nature Journal, Rapports scientifiques.

Le Dr Lauren McKeown, qui a dirigé ce travail pendant son doctorat à Trinity et est maintenant à l’Open University, a déclaré:

“Cette recherche présente le premier ensemble de preuves empiriques d’un processus de surface censé modifier le paysage polaire sur Mars. L’hypothèse de Kieffer [explained below] a été bien acceptée depuis plus d’une décennie, mais jusqu’à présent, elle a été encadrée dans un contexte purement théorique.

«Les expériences montrent directement que les modèles d’araignées que nous observons sur Mars depuis l’orbite peuvent être sculptés par la conversion directe de la glace sèche de solide en gaz. C’est passionnant car nous commençons à mieux comprendre comment la surface de Mars change de façon saisonnière aujourd’hui. . “

L’équipe de recherche a foré des trous dans les centres de CO₂ blocs de glace et les suspend avec une griffe semblable à celles trouvées dans les arcades, au-dessus des lits granulaires de différentes tailles de grains. Ils ont abaissé la pression à l’intérieur d’une chambre à vide à la pression atmosphérique martienne (6 mbar), puis ont utilisé un système de levier pour placer le CO₂ bloc de glace à la surface.

Ils ont utilisé un effet connu sous le nom d’effet Leidenfrost, par lequel si une substance entre en contact avec une surface beaucoup plus chaude que son point de sublimation, elle formera une couche gazeuse autour d’elle-même. Lorsque le bloc a atteint la surface sablonneuse, le CO₂ passé directement du solide au gaz et du matériau a été vu s’échapper par le trou central sous la forme d’un panache.

Dans chaque cas, une fois le bloc soulevé, un motif d’araignée avait été érodé par le gaz qui s’échappait. Les motifs d’araignées étaient plus ramifiés lorsque des grains plus fins étaient utilisés et moins ramifiés lorsque des grains plus grossiers étaient utilisés. Il s’agit du premier ensemble de preuves empiriques de ce processus de surface existant.

Le Dr Mary Bourke, du Département de géographie de Trinity, qui a supervisé la recherche de doctorat, a déclaré:

«Ce travail innovant soutient le thème émergent selon lequel le climat et la météo actuels sur Mars ont une influence importante non seulement sur les processus de surface dynamiques, mais aussi pour toute future exploration robotique et / ou humaine de la planète.

L’hypothèse principale proposée pour la formation des araignées (hypothèse de Kieffer) suggère qu’au printemps, la lumière du soleil pénètre cette glace translucide et chauffe le terrain en dessous. La glace se sublimera à partir de sa base, provoquant une accumulation de pression et éventuellement la glace se rompra, permettant au gaz sous pression de s’échapper par une fissure dans la glace. Les trajectoires du gaz s’échappant laisseront derrière elles les schémas dendritiques observés sur Mars aujourd’hui et le matériau sableux / poussiéreux se déposera sur le dessus de la glace sous la forme d’un panache.

Cependant, jusqu’à présent, on ne savait pas si un tel processus théorique était possible et ce processus n’a jamais été directement observé sur Mars.

De plus, les chercheurs ont observé que lorsque le CO₂ des blocs ont été libérés et ont pu se sublimer dans le lit de sable, la sublimation a été beaucoup plus vigoureuse que prévu et du matériel a été projeté dans toute la chambre.

Cette observation sera utile pour comprendre les modèles d’autres CO₂ processus liés à la sublimation sur Mars, tels que la formation de flux diffusifs récurrents latéraux autour des ravines linéaires de dunes sur Mars.

La méthodologie utilisée peut être recentrée pour étudier le rôle géomorphique du CO₂ la sublimation sur d’autres formations de caractéristiques de surface martiennes actives – et en fait, peut ouvrir la voie à de nouvelles recherches sur les processus de sublimation sur d’autres corps planétaires avec des atmosphères inexistantes / rares comme Europa ou Encelade.