Хотя Марс холодная, необитаемая планета, там скрывается то, чего никогда не увидеть на Земле. На Марсе есть лишь тонкая, непрочная атмосфера, и большую ее часть (95%) составляет углекислый газ. Когда наступает марсианская зима, CO2 замерзает и образует толстый слой льда на земле в полярных областях. Он лежит в спящем состоянии в течение нескольких месяцев, а потом извергается в виде гейзеров, образуя паукообразные пятна.

С приближением весны температура постепенно повышается и солнечный свет проходит через полупрозрачный замерзший слой CO2. Нагревающийся грунт сублимирует замерзший CO2 в пар, который накапливается под твердым CO2. В итоге газ выходит через слабые места во льду. Он может извергаться в виде гейзеров, которые выбрасывают темный материал на замерзшую поверхность.

Камера HiRISE на борту марсианского разведывательного орбитального аппарата NASA сделала изображение гейзеров на Марсе в октябре 2018 года. Некоторые из них извергаются и создают темные пятна размером до 1 км в диаметре. Они подпитываются значительной энергией и могут извергаться со скоростью до 160 км/ч. Иногда извержения приводят к образованию темных областей подо льдом, напоминающих пауков.

Исследователи называют эти особенности паукообразной или паучьей местностью. Они встречаются в скоплениях, которые придают поверхности морщинистый вид. Ученые NASA воссоздали эти узоры в лабораторных испытаниях, чтобы понять процессы, лежащие в основе их формирования.

«Пауки сами по себе являются странными и красивыми геологическими образованиями», — сказала Лорен МакКеон из Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии.

Процесс, объясняющий, как цикл CO2 создает эти особенности, называется моделью Кейффера. Хью Кейффер работал в Геологической службе США, когда в 2006 году он и его коллеги опубликовали в журнале Nature статью, в которой объяснялась модель, под названием «Струи CO2, образованные путем сублимации под полупрозрачным слоем льда в сезонной южной полярной шапке Марса».

«Мы предполагаем, что сезонная ледяная шапка образует непроницаемую, полупрозрачную пластину льда из CO2, которая сублимируется от основания, накапливая под пластиной газ высокого давления, — пишут Кейффер и его соавторы в своей статье. — Этот газ поднимает лед, который в конечном итоге трескается, образуя высокоскоростные выбросы CO2, которые выпускают струи размером с песчинки, образуя пятна и разрушая каналы».

Когда дело касается гейзеров CO2 и природных узоров, которые они создают, у Марса есть то, чего нет у Земли. «Эти процессы не похожи ни на какие наблюдаемые на Земле», — утверждают авторы статьи 2006 года.

Изучение Марса постоянно продолжается. Марсоход Curiosity от NASA исследует его с 2012 года и недавно обнаружил доказательства существования на поверхности древних прудов и озер, свободных ото льда. Он выявил небольшие неровности, похожие на те, что можно увидеть на песчаных ложах озер на Земле.