Jak powstają marsjańskie wąwozy?

Wąskie, kręte wąwozy obserwowane na zboczach marsjańskich wydm od lat stanowią zagadkę dla planetologów. Naukowcy z Uniwersytetu w Utrechcie w eksperymencie przeprowadzonym w symulującej marsjańskie warunki komorze zaobserwowali, że mogą wykopywać je bloki lodu z CO2.

"Miałam wrażenie, że obserwuję piaskowe robaki z filmu ťDiunaŤ" - mówi dr Lonneke Roelofs, autorka artykułu opublikowanego w czasopiśmie "Geophysical Research Letters". Inni eksperci już wcześniej podejrzewali, że te bloki lodu mogą odgrywać ważną rolę w powstawaniu wąwozów.

Naukowcy tłumaczą, że na wydmach podczas marsjańskiej zimy, gdy temperatura spada do minus 120 st. C, tworzy się lód z CO2. Pod koniec zimy stoki wydm nagrzewają się i bloki lodu się odrywają, a niektóre z nich mają nawet do metra długości.

Z powodu cienkiej atmosfery oraz dużej różnicy temperatur między ciepłym piaskiem a lodem, dolna strona lodu natychmiast przechodzi w stan gazowy w procesie zwanym sublimacją. Ponieważ kilogram gazu zajmuje znacznie więcej miejsca, niż taka sama masa lodu, blok w pewnym sensie "eksploduje". W rezultacie zapada się w stok i zostaje uwięziony w zagłębieniu otoczonym małymi grzbietami z piasku.

Jednak proces sublimacji trwa nadal, więc piasek wciąż jest wyrzucany we wszystkich kierunkach. W wyniku tego procesu blok stopniowo przesuwa się w dół, pozostawiając za sobą długi, głęboki wąwóz z niewielkimi grzbietami piasku po obu stronach.

To dokładnie taki typ wąwozu, jaki obserwuje się na Czerwonej Planecie.

"W naszej symulacji widziałam, jak wysokie ciśnienie gazu rozrywa piasek wokół bloku we wszystkich kierunkach" - relacjonuje dr Roelofs.

Badacze wyjaśniają także, jak powstają tworzące wąwozy bloki lodu.

Po pierwsze, sytuacja ta dotyczy pustynnych wydm położonych mniej więcej w połowie południowej półkuli Marsa.

Zimą warstwa lodu CO2 pokrywa całą powierzchnię pola wydmowego, czasami osiągając grubość nawet 70 centymetrów. Wiosną natomiast lód zaczyna się nagrzewać i sublimować. Ostatnie jego resztki pozostają po zacienionej stronie szczytów wydm i to właśnie tam bloki odrywają się, gdy temperatura staje się wystarczająco wysoka.

Gdy bloki docierają na dno stoku i przestają się poruszać, lód nadal sublimuje, aż cały dwutlenek węgla odparuje. Pozostaje jedynie zagłębienie w piasku u podstawy wydmy.

"Mars jest naszym najbliższym sąsiadem. To jedyna skalista planeta położona blisko tzw. zielonej strefy Układu Słonecznego. Strefa ta znajduje się w takiej odległości od Słońca, która umożliwia istnienie ciekłej wody - a to warunek konieczny dla życia. Dlatego właśnie pytania o jego początki oraz o możliwość istnienia życia pozaziemskiego mogą znaleźć odpowiedź właśnie tutaj" - podkreśla dr Roelofs.

"Badania nad powstawaniem struktur krajobrazowych innych planet to także sposób na wyjście poza schematy, w jakich myślimy o Ziemi. Pozwala to stawiać nieco inne pytania, które z kolei mogą dostarczać nowych spostrzeżeń dotyczących procesów zachodzących na naszej planecie" - dodaje.

Marek Matacz (PAP)

mat/ agt/