Selama bertahun-tahun, para ilmuwan telah memahami bahwa di daerah kutub Mars, karbon dioksida beku (alias es kering) menutupi sebagian besar permukaan selama musim dingin. Selama musim semi, es ini menyublim di beberapa tempat, menyebabkan es pecah dan semburan CO² memuntahkan. Ini mengarah pada pembentukan penggemar gelap dan fitur yang dikenal sebagai "laba-laba", yang keduanya unik untuk wilayah kutub selatan Mars.
Selama dekade terakhir, para peneliti telah gagal untuk melihat fitur-fitur ini berubah dari tahun ke tahun, di mana pencairan berulang telah menyebabkan pertumbuhan mereka. Namun, dengan menggunakan data dari kamera HiRISE Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), tim peneliti dari University of Colorado, Boulder dan Planetary Science Institute di Arizona telah berhasil melihat pertumbuhan kumulatif laba-laba untuk pertama kalinya dari satu musim semi ke musim berikutnya.
Laba-laba dinamakan demikian karena penampilannya, di mana banyak saluran bertemu di lubang pusat. Penggemar gelap, di sisi lain, adalah tambalan albedo rendah yang lebih gelap dari lapisan es di sekitarnya. Untuk beberapa waktu, para astronom telah mengamati fitur-fitur ini di wilayah kutub selatan Mars, dan beberapa teori diajukan ke asalnya.
Pada tahun 2007, Hugh Kieffer dari Space Science Institute di Boulder, Colorado berteori bahwa kipas dan laba-laba gelap saling terkait, dan bahwa kedua fitur tersebut adalah hasil dari pencairan musim semi. Singkatnya, selama musim semi Mars - ketika wilayah kutub selatan terkena lebih banyak sinar matahari - sinar matahari menembus lapisan es dan menghangatkan tanah di bawahnya.
Hal ini menyebabkan aliran gas terbentuk di bawah es yang membentuk tekanan, akhirnya menyebabkan es pecah dan memicu geyser. Geyser ini menyimpan debu mineral dan pasir di permukaan angin melawan arah letusan, sementara retakan di es tumbuh dan menjadi terlihat dari orbit. Sementara penjelasan ini telah diterima secara luas, para ilmuwan tidak dapat mengamati proses ini dalam tindakan.
Dengan menggunakan data dari Eksperimen Sains Pencitraan Resolusi Tinggi (HiRISE) MRO, tim peneliti dapat menemukan palung kecil-saluran di wilayah selatan yang bertahan dan tumbuh selama periode tiga tahun. Selain menyerupai medan spidery, letaknya dekat dengan situs penggemar gelap. Dari sini, mereka memutuskan bahwa mereka menyaksikan seekor laba-laba yang sedang dalam proses pembentukan.
Seperti Dr. Ganna Portyankina - seorang peneliti dari Laboratorium Fisika Atmosfer dan Antariksa di Universitas Colorado, Boulder, dan penulis utama pada makalah penelitian tim - menjelaskan kepada Space Magazine melalui email,
“Kami telah mengamati berbagai perubahan pada permukaan yang disebabkan oleh jet CO² sebelumnya. Namun, mereka semua adalah perubahan musiman di albedo permukaan, seperti penggemar gelap, atau mereka hanya berumur pendek dan hilang tahun berikutnya, seperti alur. Kali ini, palung telah bertahan selama beberapa tahun dan mereka mengembangkan jenis ekstensi dendritik - tepat seperti yang kita harapkan laba-laba besar berkembang. "
Alur yang mirip dengan medan spidery telah ditemukan di kutub utara Mars di masa lalu, yang bertepatan dengan musim semi Mars. Pada kesempatan ini, para ilmuwan yang menggunakan data dari instrumen HiRISE melaporkan melihat kerutan kecil di bukit pasir, tempat erupsi menimbun penggemar gelap. Namun, dalam apa yang khas dari alur utara, ini adalah kejadian tahunan yang tidak bertahan lama, menghilang ketika angin musim panas menyimpan pasir di dalamnya.
Sebaliknya, palung Dr. Portyankina dan timnya yang diamati di wilayah kutub selatan bertahan selama periode tiga tahun. Selama masa ini, fitur-fitur ini memperluas dan mengembangkan "anak-anak sungai" baru, membentuk pola dendritik yang menyerupai laba-laba Mars. Dari sini, mereka menyimpulkan bahwa alur utara yang diamati sebelumnya memiliki penyebab yang sama - yaitu sublimasi yang menyebabkan outgassing.
Namun, mereka juga menyimpulkan bahwa alur utara tidak berkembang seiring waktu karena mobilitas bahan gundukan yang tinggi di wilayah kutub utara. Perbedaannya, tampaknya, bermuara pada adanya bahan pasir erosif di utara dan selatan, yang menciptakan (atau memulai) proses erosif yang mengarah pada pembentukan palung seperti laba-laba - yang keduanya menendang-bintangi proses tetapi dapat juga menghapusnya.
“Banyak lokasi di wilayah kutub selatan dengan kipas angin musiman tidak menunjukkan deposit pasir yang terlihat,” kata Dr. Portyankina. “Penggemar gelap di lokasi-lokasi itu mungkin hanya campuran dari regolith dan debu, atau bahkan hanya debu saja - karena benar-benar ada di mana-mana di Mars… [T] lokasi selang yang memiliki pasir akan mengalami erosi yang lebih tinggi hanya karena ada bahan granular dalam aliran gas. Pada dasarnya, ini adalah sandblasting sederhana yang lama. Ini berarti, harus lebih mudah dan lebih cepat untuk mengukir laba-laba di lokasi tersebut. "
Dengan kata lain, di mana pasir ada di bawah lapisan es, tanah di bawahnya yang cenderung lebih berbatu (yaitu lebih sulit)> Pembentukan medan laba-laba mungkin mengharuskan tanah di bawah es cukup lunak untuk diukir, tetapi tidak demikian halnya. longgar bahwa itu akan mengisi saluran selama siklus musiman tunggal. Singkatnya, pembentukan medan spidery tampaknya tergantung pada perbedaan komposisi permukaan antara kutub.
Selain itu, dari data HiRISE bertahun-tahun yang telah terakumulasi, Dr. Portyankina dan timnya juga dapat mengukur tingkat erosi saat ini di wilayah kutub selatan Mars. Pada akhirnya, mereka memperkirakan bahwa alur laba-laba yang lebih kecil akan membutuhkan seribu tahun Mars (sekitar 1.900 tahun Bumi) untuk menjadi laba-laba skala penuh.
Studi ini tentu saja penting, karena memahami bagaimana perubahan musiman dan erosi saat ini mengarah pada penciptaan fitur topografi baru adalah penting ketika memahami proses yang membentuk wilayah kutub Mars. Ketika kita semakin dekat dan dekat dengan hari ketika misi kru dan bahkan penyelesaian menjadi kenyataan, mengetahui bagaimana proses ini membentuk planet akan menjadi hal mendasar untuk melakukan sesuatu di Mars.
