Για πάνω από δύο δεκαετίες, οι παράξενες, ελικοειδείς χαράδρες που διατρέχουν τις αμμώδεις πλαγιές του Άρη αποτελούσαν έναν από τους πιο αινιγματικούς γρίφους του πλανήτη. Από τότε που εντοπίστηκαν για πρώτη φορά το 1999, οι επιστήμονες προσπαθούν να κατανοήσουν τι ακριβώς τις σχηματίζει. Νέα πειραματικά δεδομένα φαίνεται πως δίνουν επιτέλους την απάντηση και αυτή περιλαμβάνει μια εντυπωσιακή φυσική διαδικασία, όπου κομμάτια ξηρού πάγου «σκάβουν» μέσα στην άμμο, σχεδόν σαν ζωντανοί οργανισμοί.
Αρχικά, οι επιστήμονες υπέθεσαν ότι οι χαράδρες οφείλονταν σε εποχικές ροές νερού. Όμως, η πραγματικότητα αποδείχθηκε πιο «ξηρή». Δεν υπάρχει καμία ένδειξη ότι υγρό νερό κυλά στην επιφάνεια του Άρη, και οι πιθανότητες να βρεθεί τέτοιο φαινόμενο είναι ελάχιστες. Το 2013 προτάθηκε μια εναλλακτική εξήγηση: οι σχηματισμοί ίσως προκαλούνται από την εξάχνωση πάγου διοξειδίου του άνθρακα (δηλαδή του γνωστού dry ice) που γλιστρά στις πλαγιές των αμμόλοφων.
Αν και τα πρώτα πειράματα έδειξαν ότι η ιδέα ήταν λογική, δεν μπορούσαν να αναπαράγουν όλες τις ιδιαιτερότητες των αυλακώσεων του Άρη, ιδίως τη χαρακτηριστική τους καμπυλότητα. Έτσι, η επιστημονική κοινότητα συνέχισε να ψάχνει την απάντηση.
Η ομάδα της Lonneke Roelofs από το Utrecht University αποφάσισε να ξαναπιάσει το νήμα από την αρχή, χρησιμοποιώντας το Mars chamber του Open University, έναν ειδικό θάλαμο που αναπαράγει τις συνθήκες του Άρη: λεπτή ατμόσφαιρα, χαμηλή θερμοκρασία και χαμηλή πίεση.
Εκεί, οι ερευνητές τοποθέτησαν κομμάτια ξηρού πάγου σε τεχνητές αμμώδεις πλαγιές, μεταβάλλοντας τη γωνία κλίσης και το μέγεθος των κόκκων άμμου. Με τη βοήθεια καμερών υψηλής ταχύτητας κατέγραψαν λεπτομερώς την κάθε κίνηση του πάγου.
Τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά: όταν η κλίση της πλαγιάς ξεπερνούσε τις 25 μοίρες, ο πάγος γλιστρούσε πάνω στην επιφάνεια, αφήνοντας πίσω του μια αμυδρή γραμμή, όπως είχε παρατηρηθεί και σε προηγούμενες δοκιμές. Όταν όμως η γωνία έπεφτε κάτω από τις 22,5 μοίρες, το μπλοκ πάγου δεν κύλησε απλώς: «βυθίστηκε» μέσα στην άμμο.
Εκεί ξεκίνησε η μαγεία. Καθώς ο πάγος εξανεμιζόταν, απελευθέρωνε αέρια που εκτόξευαν την άμμο προς τα έξω, δημιουργώντας αυλακώσεις σχεδόν πανομοιότυπες με αυτές που παρατηρούνται στους αμμόλοφους του Άρη. Οι λεπτομέρειες —η καμπυλότητα, τα υπερυψωμένα «πεζούλια» στα πλάγια και οι μικρές κοιλότητες στο τέλος κάθε αυλακιάς— αναπαράχθηκαν για πρώτη φορά στη Γη με απόλυτη ακρίβεια.
Η ίδια η Roelofs παραδέχτηκε πως η εικόνα ήταν σχεδόν κινηματογραφική:
Ένιωθα σαν να έβλεπα τους sandworms από το Dune να κινούνται κάτω από την άμμο. Ήταν κάτι πραγματικά αλλόκοτο.
Το φαινόμενο οφείλεται στην ιδιότητα του ξηρού πάγου να είναι ημιδιαφανής. Το φως —ορατό και υπέρυθρο— δεν ανακλάται μόνο στην επιφάνειά του αλλά διεισδύει στο εσωτερικό του. Η άμμος κάτω από τον πάγο, πιο σκούρα και απορροφητική, θερμαίνεται και εκπέμπει υπέρυθρη ακτινοβολία. Επειδή ο πάγος «παγιδεύει» αυτή τη θερμότητα, το κατώτερο στρώμα του αρχίζει να εξαχνώνεται, παράγοντας αέρια που ασκούν πίεση από κάτω. Όταν αυτή η πίεση υπερβεί ένα όριο, το αέριο εκρήγνυται προς τα έξω, εκτοξεύοντας άμμο και δημιουργώντας τα χαρακτηριστικά αυλάκια.
Οι ερευνητές δεν έμειναν μόνο στις μικρές κλίμακες του εργαστηρίου. Με προσομοιώσεις υπολόγισαν τι θα συνέβαινε στον Άρη με μεγαλύτερα κομμάτια πάγου και τη χαμηλότερη βαρύτητα του πλανήτη. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι κομμάτια ξηρού πάγου πάχους έως ενός μέτρου μπορούν να εκτοξεύσουν άμμο σε απόσταση έως και 13 μέτρων —ακριβώς όσο χρειάζεται για να δημιουργηθούν οι πραγματικές αυλακώσεις που βλέπουμε από τις κάμερες των Mars orbiters.
Επιπλέον, το φαινόμενο εξηγεί γιατί οι χαράδρες αυτές παρατηρούνται μόνο σε συγκεκριμένους αμμόλοφους, με πολύ λεπτόκοκκη άμμο: εκεί λειτουργεί καλύτερα ο μηχανισμός της εξάχνωσης.
Κατά τη διάρκεια του αρειανού χειμώνα, η ατμόσφαιρα —πλούσια σε CO₂— παγώνει και δημιουργεί ένα στρώμα πάγου πάνω στους αμμόλοφους, πάχους έως 70 εκατοστών. Όταν έρχεται η άνοιξη και οι θερμοκρασίες ανεβαίνουν, ο πάγος αρχίζει να εξαφανίζεται. Τα τελευταία υπολείμματα μένουν στις σκιερές πλευρές των αμμόλοφων, εκεί όπου τελικά σπάνε και κυλούν προς τα κάτω, σκάβοντας τις χαράδρες πριν εξαφανιστούν τελείως. Αυτό που μένει πίσω είναι μικρές κοιλότητες —απομεινάρια μιας σύντομης, εκρηκτικής διαδικασίας.
Η Roelofs και η ομάδα της σχεδιάζουν τώρα να επαναλάβουν τα πειράματα με μεγαλύτερους όγκους πάγου και διαφορετικά είδη άμμου. Όπως λέει η ίδια, η έρευνα αυτή δεν αφορά μόνο τον Άρη:
Μελετώντας πώς σχηματίζονται τα τοπία άλλων πλανητών, μπορούμε να βγούμε από τα συνηθισμένα πλαίσια σκέψης για τη Γη. Έτσι ανακαλύπτουμε νέους τρόπους να ερμηνεύουμε φαινόμενα που θεωρούμε δεδομένα εδώ.
Ο κόκκινος πλανήτης, προσθέτει, παραμένει ένα από τα πιο υποσχόμενα σημεία του Ηλιακού Συστήματος για να απαντηθούν ερωτήματα γύρω από την προέλευση και την ύπαρξη ζωής. Κι αν κάτι μας διδάσκει αυτή η μελέτη, είναι ότι ο Άρης συνεχίζει να «ζει» και να μεταμορφώνεται, έστω και μέσα από τις σιωπηλές εκρήξεις του παγωμένου του διοξειδίου.
[source]
