ไขปริศนาแมงมุมดำบนดาวอังคาร

ภาพการเกิดน้ำพุที่ขั้วใต้ของดาวอังคาร ตามการถ่ายทอดของศิลปิน รอน มิลเลอร์ (ภาพจาก Arizona State University/Ron Miller)

บนโลกเมื่อถึงฤดูใบไม้ผลิ ยอดอ่อนของต้นไม้ในป่าผลัดใบจะบานสะพรั่ง แต่ที่ดาวอังคาร เมื่อถึงฤดูใบไม้ผลิ รอยกระดำกระด่างรูปร่างแปลกผุดสะพรั่งขึ้นบริเวณขั้วใต้แทน



นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นรอยจุดคล้ำร่างแปลกนี้มานานแล้ว แต่ก็ยังไม่ทราบว่าเป็นรอยอะไร รอยคล้ำนี้ บางจุดรูปร่างเหมือนพัด บางจุดก็รูปร่างเหมือนแมงมุม พบบริเวณขั้วใต้ของดาวอังคารส่วนใหญ่มีความกว้าง 15-50 เมตร กระจัดกระจายอยู่ห่างกันหลายสิบถึงหลายร้อยเมตร เกิดขึ้นทุกช่วงฤดูใบไม้ผลิของซีกใต้ เมื่อดวงอาทิตย์เริ่มโผล่พ้นขอบฟ้า จุดนี้คงอยู่ได้ราวสามถึงสี่เดือนก่อนจะหายไป และเมื่อถึงช่วงเดียวกันของปีต่อมาก็เกิดขึ้นอีก และมักเกิดขึ้นที่ตำแหน่งเดิมด้วย



ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์เคยเข้าใจว่ารอยคล้ำนี้คือส่วนของพื้นดินที่น้ำแข็งที่ปกคลุมอยู่หายไป แต่จากการสำรวจโดยอุปกรณ์ เทมีส (THEMIS) บนยานมาร์สโอดิสซีย์ พบว่าบริเวณรอยคล้ำนั้นมีอุณหภูมิเกือบเท่ากับคาร์บอนไดออกไซด์แข็งคือประมาณ -127 องศาเซลเซียส นั่นแสดงว่ารอยดำนั้นเป็นเพียงชั้นของวัตถุสีดำบางๆ ที่ปกคลุมผิวน้ำแข็งอยู่เท่านั้น

 

รอยรูปแมงมุม ภาพนี้ถ่ายโดยยานมาร์สโอดิสซีย์ กินพื้นที่กว้าง 3.2 กิโลเมตร (ภาพจาก NASA/JPL/MSSS)

นักวิทยาศาสตร์ด้านดาวอังคารจากมหาวิทยาลัยแอริโซนาสเตตนำโดย ฟิล คริสเทนเซน ได้ค้นคว้าในเรื่องนี้ และตอนนี้ดูเหมือนจะได้คำอธิบายแล้ว



เขาศึกษาโดยใช้ข้อมูลทั้งจากภาพแสงขาวและภาพรังสีอินฟราเรดจากกล้องเทมีสของยานมาร์สโอดิสซีย์ เป้าหมายที่ศึกษาคือ บริเวณตำแหน่ง 99 องศาตะวันออกและ 86.3 องศาใต้ เก็บข้อมูลตั้งแต่ฤดูหนาวจนถึงกลางฤดูร้อน พบว่าจุดเริ่มเกิดขึ้นตั้งแต่ที่ดวงอาทิตย์โผล่พ้นขอบฟ้าขึ้นมาเพียงครึ่งองศาเท่านั้น หลังจากนั้นก็ผุดขึ้นตามจุดต่างๆ อย่างรวดเร็วภายในเวลาเพียงไม่กี่วัน มีเพียงไม่กี่แห่งเท่านั้นที่ไม่มีจุดเป็นเวลานานกว่า 100 วัน



นอกจากนี้ ยังพบว่ารอยรูปพัดจะเกิดทีหลังจุดดำหลายวัน หรืออาจเป็นสัปดาห์ รอยรูปพัดบางรอยอาจยาวเกือบกิโลเมตร และรอยที่ดูจะน่าฉงนยิ่งกว่าเป็นรอยรูปแมงมุม ซึ่งเป็นรอยทางไหลลู่เข้าสู่จุดดำ



คริสเทนเซนอธิบายว่า ในฤดูหนาวอันทารุณของดาวอังคารที่มีอุณหภูมิถึง -130 องศาเซลเซียส คาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งมีอยู่มากถึง 95 เปอร์เซ็นต์ ในบรรยากาศได้เยือกแข็งและตกลงบนพื้นผิวโดยตรง โครงสร้างพื้นผิวบริเวณขั้วนี้จึงประกอบด้วยพื้นล่างที่เป็นน้ำแข็ง (ที่เป็นน้ำ) ปกคลุมด้วยชั้นของฝุ่นทรายปะปนกับชั้นของผลึกคาร์บอนไดออกไซด์แข็ง (น้ำแข็งแห้ง)



ตลอดช่วงเวลาในฤดูหนาว ชั้นของผลึกของละอองคาร์บอนไดออกไซด์แข็งจะเริ่มแน่นขึ้น เป็นกระบวนการที่เรียกว่า การอบอ่อน ฝุ่นและทรายที่ฝังอยู่ข้างในจะค่อยๆ จมลึกลงไป เมื่อถึงฤดูใบไม้ผลิ ดวงอาทิตย์เริ่มกลับมาอยู่เหนือขอบฟ้า ชั้นละอองคาร์บอนไดออกไซด์แข็งเริ่มกลายเป็นแผ่นกึ่งโปร่งใสที่มีความหนาประมาณ 1 เมตร ลอยอยู่บนผิวหน้าที่เป็นฝุ่นทรายสีดำ 

จุดดำ (ซ้าย) และแต้มรูปพัดบริเวณขั้วใต้ของดาวอังคาร ถ่ายโดยยาน MOC แต่ละภาพมีความกว้าง 3.2 กิโลเมตร (ภาพจาก NASA/JPL/MSSS)

เมื่อแสงอาทิตย์ส่องทะลุชั้นน้ำแข็งแห้ง ฝุ่นทรายสีดำที่อยู่ด้านใต้จึงเริ่มอุ่นขึ้น ความร้อนทำให้น้ำแข็งที่อยู่เริ่มระเหิด เมื่อวันเวลาผ่านไป ความร้อนก็ยิ่งเพิ่มขึ้น การระเหิดก็เกิดมากขึ้น ความดันของแก๊สทำให้เกิดโพรงขึ้นใต้แผ่นน้ำแข็งแห้ง จนเมื่อถึงจุดหนึ่งความดันนี้ก็เจาะทะลุชั้นน้ำแข็งแห้งขึ้นมา แก๊สความดันสูงพุ่งผ่านรูแตกขึ้นมาข้างบนด้วยความเร็วกว่า 160 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ใต้แผ่นน้ำแข็งแห้ง แก๊สที่กรูกันขึ้นมาผ่านปล่องได้กัดกร่อนพื้นดินและพัดพาเอาฝุ่นและทรายขึ้นมาด้วย จึงเป็นที่มาของรอยทางที่ดูเหมือนแมงมุม



เมื่อรอยรูปแมงมุมเกิดขึ้นครั้งหนึ่งที่ใดแล้ว ตำแหน่งนั้นก็เป็นจุดอ่อนบนพื้นผิวซึ่งก็จะทำให้เกิดปล่องที่ตำแหน่งเดิมในปีต่อไป



ลำของแก๊สที่พุ่งขึ้นมาเหมือนน้ำพุ จะพาเอาเม็ดทรายจากด้านล่างขึ้นมาด้วย ทรายเม็ดที่ใหญ่และหนักก็จะตกลงพื้นไม่ไกลจากปากปล่อง ส่วนเม็ดที่ละเอียดก็จะปลิวไปตามลม ซึ่งอาจยาวนับร้อยเมตร น้ำพุนี้จะปะทุต่อไปจนกระทั่งแผ่นน้ำแข็งระเหิดไปหมด ทิ้งเหลือไว้เพียงรอยคล้ำรูปพัดที่ดูแปลกตาบนพื้นน้ำแข็ง



นับเป็นปรากฏการณ์ประหลาดอย่างหนึ่ง ซึ่งไม่เคยเกิดขึ้นที่ไหนบนโลกมาก่อนเลย

ที่มา : http://artsmen.net/content/show.php?Category=spaceboard&No=5991

____________________

เครดิต :

________________________________

: Pageviews