Durante anos, os cientistas entenderam que nas regiões polares de Marte, o dióxido de carbono congelado (também conhecido como gelo seco) cobre grande parte da superfície durante o inverno. Durante a primavera, esse gelo se sublima em alguns lugares, fazendo com que o gelo rache e os jatos de CO² sejam expelidos. Isso leva à formação de leques escuros e recursos conhecidos como "aranhas", ambos exclusivos da região polar sul de Marte.
Na última década, os pesquisadores não conseguiram ver esses recursos mudando de ano para ano, onde degelos repetidos levaram ao seu crescimento. No entanto, usando dados da câmera HiRISE da Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), uma equipe de pesquisa da Universidade do Colorado, Boulder e do Instituto de Ciência Planetária do Arizona conseguiu avistar o crescimento cumulativo de uma aranha pela primeira vez de uma primavera para a próxima.
As aranhas são assim chamadas por causa de sua aparência, onde vários canais convergem em um poço central. Os ventiladores escuros, por outro lado, são manchas de baixo albedo que são mais escuras que a camada de gelo ao redor. Por algum tempo, os astrônomos observaram essas características na região polar sul de Marte, e várias teorias foram avançadas quanto à sua origem.
Em 2007, Hugh Kieffer, do Instituto de Ciências Espaciais de Boulder, Colorado, teorizou que os ventiladores e aranhas escuras estavam ligados, e que ambas as características eram o resultado do degelo da primavera. Em resumo, durante a primavera de Marte - quando a região polar do sul é exposta a mais luz solar - os raios do Sol penetram nas camadas de gelo e aquecem o solo por baixo.
Isso faz com que os fluxos de gás se formem sob o gelo que acumula pressão, eventualmente fazendo com que o gelo se quebre e acionando gêiseres. Esses gêiseres depositam areia e poeira mineral na superfície, na direção do vento a partir da erupção, enquanto as rachaduras no gelo crescem e se tornam visíveis da órbita. Embora essa explicação tenha sido amplamente aceita, os cientistas foram incapazes de observar esse processo em ação.
Usando os dados do Experimento Científico de Imagem de Alta Resolução (HiRISE) da MRO, a equipe de pesquisa conseguiu detectar uma pequena calha na região sul que persistiu e cresceu durante um período de três anos. Além de se assemelhar a terrenos arenosos, estava próximo a sites de fãs escuros. A partir disso, eles determinaram que estavam testemunhando uma aranha que estava em processo de formação.
Como a Dra. Ganna Portyankina - pesquisadora do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial da Universidade do Colorado, Boulder, e principal autora do trabalho de pesquisa da equipe - explicou à Space Magazine por e-mail,
“Já observamos diferentes mudanças na superfície causadas por jatos de CO². No entanto, todas eram mudanças sazonais no albedo da superfície, como fãs sombrios, ou duravam pouco e desapareceram no ano seguinte, como sulcos. Desta vez, as cavidades permaneceram por vários anos e elas desenvolveram extensões do tipo dendrítico - exatamente como esperamos que as aranhas grandes se desenvolvam. ”
Sulcos semelhantes ao terreno arenoso foram vistos no pólo norte de Marte no passado, que coincidiram com uma primavera marciana. Nessas ocasiões, os cientistas que usavam dados do instrumento HiRISE relataram ter visto pequenos sulcos nas dunas, onde as erupções haviam depositado leques escuros. Contudo, no que é típico dos sulcos do norte, essas ocorrências anuais não persistentes desaparecem quando os ventos do verão depositam areia nelas.
Por outro lado, as depressões observadas pela Dra. Portyankina e sua equipe na região polar sul foram persistentes por um período de três anos. Durante esse período, esses recursos ampliaram e desenvolveram novos "afluentes", formando um padrão dendrítico que se assemelhava a uma aranha marciana. A partir disso, eles concluíram que os sulcos do norte observados anteriormente têm a mesma causa - ou seja, a sublimação causando a saída de gás.
No entanto, eles também concluíram que os sulcos do norte não se desenvolvem ao longo do tempo devido à alta mobilidade do material das dunas na região polar do norte. A diferença, ao que parece, se resume à presença de material erosivo da areia no norte e no sul, o que cria (ou inicia) o processo erosivo que leva à formação de valas semelhantes a aranhas - que dão um pontapé no processo, mas podem também apague-o.
"Muitos locais nas regiões polares do sul com ventiladores escuros sazonais não mostram depósitos visíveis de areia", disse o Dr. Portyankina. “Os ventiladores escuros nesses locais podem ser apenas uma mistura de regolito e poeira, ou até mesmo poeira por conta própria - como em todo lugar de Marte ... [T] os locais de mangueiras que têm areia sofrerão maior erosão simplesmente porque há material granular no fluxo de gás. Basicamente, é jateamento simples de idade. Isso significa que deve ser mais fácil e rápido esculpir aranhas nesses locais. ”
Em outras palavras, onde existe areia sob o manto de gelo, o solo embaixo é provável que seja mais rochoso (ou seja, mais duro)> A formação do terreno das aranhas pode, portanto, exigir que o solo embaixo do gelo seja macio o suficiente para ser esculpido, mas não tão solte que irá encher os canais durante um único ciclo sazonal. Em suma, a formação de terrenos arenosos parece depender da diferença na composição da superfície entre os pólos.
Além disso, a partir dos muitos anos de dados HiRISE que foram acumulados, a Dra. Portyankina e sua equipe também foram capazes de medir a taxa atual de erosão na região polar sul de Marte. Por fim, eles estimaram que sulcos menores do tipo aranha exigiriam mil anos marcianos (cerca de 1.900 anos terrestres) para se tornar uma aranha em grande escala.
Este estudo é certamente significativo, pois compreender como as mudanças sazonais e a erosão atual levam à criação de novas características topográficas é importante quando se trata de entender os processos que moldam as regiões polares de Marte. À medida que nos aproximamos cada vez mais do dia em que missões tripuladas e até assentamentos se tornam realidade, saber como esses processos moldam o planeta será fundamental para avançar em Marte.
