Forskare har avslöjat hur block av frusen koldioxid gräver kusliga kanaler i marsianska sanddyner genom explosiv sublimation. Laboratorieexperiment som replikerar marsianska förhållanden avslöjade processen, som matchar observerade drag på den röda planeten. Upptäckten förklarar ett långvarigt geologiskt pussel utan behov av vatten eller liv.
I åratal har forskare grubblat över ursprunget till de slingrande ravinerna som skär marsianska sanddyner, drag som antytt möjliga tidigare vattenflöden eller till och med liv. Dr. Lonneke Roelofs vid Utrecht University ledde experiment som visar att torr is — frusen CO2 — kan skapa dessa formationer oberoende. Hennes fynd, publicerade i Geophysical Research Letters, demonstrerar en process unik för Mars tunna atmosfär och extrema temperaturer.
Under den marsianska vintern sjunker temperaturen till runt minus 120 grader Celsius, vilket tillåter ett lager av CO2-is upp till 70 cm tjockt att täcka sanddynsfält i Mars södra hemisfär. När våren kommer värmer solljuset sluttningarna, vilket får stora block — ibland en meter långa — att lossna från skuggade toppmassor på dynorna. Blocken glider nedför backen, men den verkliga handlingen sker under: den varma sanden får isens bas att sublimera direkt till gas. Denna gas expanderar snabbt och bygger upp tryck som spränger bort sand i alla riktningar, vilket efterliknar en explosion.
"I vår simulering såg jag hur detta höga gastryck spränger bort sanden runt blocket i alla riktningar," förklarade Roelofs. Blocket gräver sig in i sluttningen och bildar ett hål omgivet av sandryggar, sedan fortsätter det att glida och gräva, och skapar djupa diken som matchar Mars raviner exakt. Roelofs och masterstudenten Simone Visschers genomförde testerna i en Mars-simuleringskammare vid Open University i Milton Keynes, England, finansierad av British Society of Geomorphology. De varierade dynornas lutning tills de observerade isblocken röra sig som grävande mullvadar.
"Det kändes som att jag tittade på sandmaskarna i filmen Dune," sa Roelofs om den kusliga rörelsen. Detta bygger på hennes tidigare arbete med CO2-utlösta skräpflöden längs kraterväggar, men dessa dynraviner krävde en distinkt mekanism. Processen förångar isen helt vid sluttningens bas och lämnar håligheter i sanden.
Roelofs framhåller Mars attraktion: som den närmaste klippiga planeten i solsystemets beboeliga zon erbjuder den ledtrådar till livets ursprung och nya perspektiv på planetär geologi. "Mars är vår närmaste granne. Det är den enda klippiga planeten nära solsystemets 'gröna zon'," noterade hon och betonade vätska vattnets roll som livets förutsättning.