Des chercheurs du Trinity College de Dublin ont fait la lumière sur les énigmatiques "araignées de Mars, " fournissant la première preuve physique que ces caractéristiques uniques à la surface de la planète peuvent être formées par la sublimation de CO 2 la glace.

Les araignées, plus formellement appelés aranéiformes, sont des systèmes radiaux à topographie négative d'aspect étrange de creux dendritiques ; des motifs qui ressemblent à des branches d'arbre ou à un éclair de fourche. Ces fonctionnalités, qui ne se trouvent pas sur Terre, sont censés être sculptés 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 CO 2 et comme les températures baissent en hiver, cela se dépose à la surface sous forme de CO 2 givre et glace.

L'équipe Trinité, 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 (photo ci-dessous), sous la pression atmosphérique martienne, afin d'étudier si des motifs similaires aux araignées martiennes pourraient se former par sublimation de glace sèche.

Ses conclusions sont détaillées dans un article publié aujourd'hui dans Rapports scientifiques :"La formation des aranéiformes par évacuation du dioxyde de carbone et dynamique de sublimation vigoureuse sous pression atmosphérique martienne."

"Cette recherche présente le premier ensemble de preuves empiriques d'un processus de surface qui est censé modifier le paysage polaire sur Mars. L'hypothèse de Kieffer [expliquée ci-dessous] est bien acceptée depuis plus d'une décennie, mais jusqu'à maintenant, elle a été encadrée dans un contexte purement théorique. … Les expériences montrent directement que les motifs 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 parce que 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 CO 2 des blocs de glace et les suspendre avec une griffe semblable à celles que l'on trouve dans les arcades, au-dessus de lits granulaires de différentes granulométries. 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 CO 2 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, il formera une couche gazeuse sur lui-même. Lorsque le bloc a atteint la surface sablonneuse, CO 2 transformé directement du solide au gaz et le matériau a été vu s'échapper par le trou central sous la forme d'un panache

Dans chaque cas, une fois le blocage levé, un motif d'araignée avait été érodé par le gaz qui s'échappait. Les motifs d'araignée étaient plus ramifiés lorsque des tailles de grains plus fines étaient utilisées et moins ramifiés lorsque des tailles de grains plus grossières étaient utilisées.

Il s'agit de la première série de preuves empiriques de ce processus de surface existant.

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

"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 réchauffe le terrain en dessous. La glace se sublimera depuis sa base, provoquant une accumulation de pression et éventuellement la rupture de la glace, permettant au gaz sous pression de s'échapper par une fissure dans la glace. Les trajectoires du gaz qui s'échappe laisseront derrière elles les motifs dendritiques observés sur Mars aujourd'hui et le matériau sableux/poussiéreux se déposera sur la glace sous la forme d'un panache.

Cependant, jusqu'à maintenant, on ne sait pas si un tel processus théorique est possible et ce processus n'a jamais été directement observé sur Mars.

En outre, les chercheurs ont observé que lorsque le CO 2 les blocs ont été libérés et laissés se sublimer dans le lit de sable, la sublimation était beaucoup plus vigoureuse que prévu et du matériel a été jeté partout dans la chambre. Cette observation sera utile pour comprendre les modèles d'autres CO 2 processus liés à la sublimation sur Mars, tels que la formation d'écoulements diffusifs récurrents latéraux entourant des ravins de dunes linéaires sur Mars.

La méthodologie utilisée peut être recentrée pour étudier le rôle géomorphique du CO 2 sublimation sur d'autres formations de caractéristiques de surface martiennes actives - et en effet, peut ouvrir la voie à de nouvelles recherches sur les processus de sublimation sur d'autres corps planétaires avec des atmosphères nulles ou rares comme Europe ou Encelade.