הלוויינים הטבעיים של מאדים - פובוס ודימוס - היו תעלומה מאז שנתגלו לראשונה. למרות שסבורים הרבים שמדובר באסטרואידים לשעבר שנלכדו בכוח המשיכה של מאדים, זה עדיין לא הוכח. ואף שכמה מתכונות השטח של פובוס ידועות כתוצאה מכוח הכבידה של מאדים, מקורם של החריצים והשרשראות המכתשיים שלה (catenae) לא נותרו ידועים.
אך הודות למחקר חדש שערך אריק אספאוג מאוניברסיטת מדינת אריזונה ומייקל נייאק מאוניברסיטת קליפורניה, אנו עשויים להיות קרובים יותר להבנתו של פובוס את המשטח ה"גרוב "שלו. בקיצור, הם מאמינים כי השביתה מחדש היא התשובה, שם בסופו של דבר כל החומר שנפלט כאשר מטאורים השפיעו על הירח חזר להכות את פני השטח.
באופן טבעי, תעלומותיו של פובוס חורגות ממקורו ותכונות השטח שלו. למשל, למרות היותו מסיבי הרבה יותר ממקבילו דהימוס, הוא מקיף את מאדים במרחק קרוב הרבה יותר (9,300 ק"מ לעומת למעלה מ 23,000 ק"מ). מדידות הצפיפות מצביעות גם על כך שהירח אינו מורכב מסלע יציב, וכידוע שהוא נקבובי בצורה משמעותית.
בגלל הקרבה הזו הוא נתון להרבה כוחות גאות ושפל שמפעילים מאדים. זה גורם לכך שחלקו הפנימי, שחלק גדול ממנו אמור להיות מורכב מקרח, מתכופף ומתמתח. פעולה זו, כך תואר, היא האחראית על שדות הלחץ שנצפו על פני הירח.
עם זאת, פעולה זו אינה יכולה להסביר תכונה נפוצה נוספת ב- Phobos, שהם דפוסי ההפשטה (aka. חריצים) הפועלים בניצב לשדות הלחץ. דפוסים אלה הם בעצם שרשראות של מכתשים הנמדדים בדרך כלל 20 ק"מ (12 מייל), רוחב 100 - 200 מטר (330 - 660 רגל) ולרוב עומק 30 מטר (98 רגל).
בעבר, ההנחה הייתה כי מכתשים אלו הם תוצאה של אותה השפעה שיצרה את Stickney, מכתש ההשפעה הגדול ביותר על פובוס. עם זאת, ניתוח מ- מאדים אקספרס המשימה חשפה כי החריצים אינם קשורים לסטיקני. במקום זאת, הם מרוכזים בקצהו המוביל של פובוס ונמוג ככל שמתקרב לקצהו הנגרר.
לצורך המחקר שפורסם לאחרונה ב תקשורת טבע, אספאוג ונאיאק השתמשו במודלים ממוחשבים כדי לדמות כיצד השפעות מטאוריות אחרות יכלו ליצור דפוסי מכתשים אלה, שאותם התיאורטו נוצרו כאשר הנמלטה שהתקבלה הסתובבה לאחור והשפיעה על פני השטח במקומות אחרים.
כפי שד"ר אספאוג אמר למגזין החלל באמצעות הדוא"ל, עבודתם הייתה תוצאה של מפגש מוחות שהוליד תיאוריה מעניינת:
"ד"ר נייאק למד עם פרופ 'פרנסיס נימו (מ- UCSC), הרעיון שהאבטה יכולה להחליף בין הירחים המאדים. אז נפגשנו מייקי ואני לדבר על זה, והאפשרות שפובוס יכול לטאטא את האצ'טה שלו במקור חשבתי שאירועים סיסמיים (שנגרמו כתוצאה מההשפעות) עלולים לגרום לפובוס להשיל חומר בזמן, מכיוון שהוא נמצא בתוך גבול רוש, וכי החומר הזה יתדלדל לטבעות שיאושרו שוב על ידי פובוס. זה עדיין יכול לקרות, אבל עבור הקטנות הבולטות התברר שהתשובה הייתה הרבה יותר פשוטה (אחרי הרבה חישובים קפדניים) - אותו מכתש ejecta מהיר יותר ממהירות הבריחה של פובוס, אך הרבה יותר איטית ממהירות המסלול של מאדים, וחלק גדול ממנו נסחף אחרי כמה יחד עם המסלול סביב מאדים ויוצרים דפוסים אלה. "
בעיקרון, הם תיאורטו שאם מטאוריט יתקע את פובוס בדיוק במקום הנכון, ניתן היה להשליך את הפסולת שנוצרה לחלל ולסחוף אותו מאוחר יותר כאשר פובוס הסתובב חזרה סביב מאדים. מחשבה שלפובוס אין כוח משיכה מספיק בכדי להטמיע מחדש את האביטה בכוחות עצמה, משיכת הכבידה של מאדים מבטיחה שכל דבר שייזרק על ידי הירח יימשך למסלול סביבו.
ברגע שהפסולת הזו תיגרר למסלול סביב מאדים, הוא יקיף את כדור הארץ מספר פעמים עד שהוא ייפול בסופו של דבר לנתיב המסלול של פובוס. כשזה יקרה, פובוס יתנגש בזה, ויבצע השפעה נוספת שזורקת עוד יותר שפיכה, ובכך תגרום לכל התהליך לחזור על עצמו.
בסופו של דבר, סיכמו אספאוג ונייאק כי אם פגיעה פוגעת בפובוס בנקודה מסוימת, ההתנגשויות שלאחר מכן עם הפסולת שנוצרה יהוו שרשרת מכתשים בתבניות ניכרות - אולי תוך ימים ספורים. בדיקת תיאוריה זו דרשה מידול מחשבים על מכתש בפועל.
באמצעות גרילדריג (מכתש של 2.6 ק"מ בסמוך לקוטב הצפוני של פובוס) כנקודת ייחוס, הדגם שלהם הראה כי מחרוזת המכתשים שהתקבלה תואמת את השרשראות שנצפו על פני פובוס. ואף שמדובר בתאוריה, אישור ראשוני זה אכן מהווה בסיס להמשך הבדיקה.
"המבחן העיקרי הראשוני של התיאוריה הוא שהדפוסים תואמים זה לזה, למשל, מגרילדריג", אמר אספאוג. "אבל זו עדיין תיאוריה. יש לזה כמה השלכות ניתנות לבדיקה עליהן אנו עובדים כעת. "
מלבד הצעת הסבר מתקבל על הדעת על תווי פני השטח של פובוס, המחקר שלהם הוא משמעותי גם בכך שזו הפעם הראשונה שמכתשים ששתיים (כלומר מכתשים שנגרמו על ידי שקע שנכנסו למסלול סביב כוכב הלכת המרכזי) הוחלפו אחר השפעותיהם העיקריות .
בעתיד, סוג זה של תהליך עשוי להתגלות כדרך חדשה להעריך את מאפייני השטח של כוכבי לכת וגופים אחרים - כמו ירחי המכתש הכבדים של יופיטר ושבתאי. ממצאים אלה יסייעו לנו גם ללמוד יותר על ההיסטוריה של פובוס, אשר בתורם יסייעו לשפוך אור על ההיסטוריה של מאדים.
"[זה] מרחיב את היכולת שלנו ליצור קשרים חוצצים על פובוס שיחשפו את רצף ההיסטוריה הגיאולוגית", הוסיף אספאוג. "מכיוון שההיסטוריה הגיאולוגית של פובוס עובדת לפיזור הזמן של מאדים, בלימוד זמן הזמנים של הגיאולוגיה של פובוס אנו לומדים על המבנה הפנימי של מאדים "
וכל המידע הזה עשוי להועיל כשמגיע הזמן שנאס"א תגיע למשימות צוותים לכוכב האדום. אחד משלבי המפתח ב"מסע למאדים "המוצע הוא משימה לפובוס, שם אנשי הצוות, בית גידול של מאדים ורכבי המשימה יפורסמו כולם לפני המשימה אל פני המאדים.
למידה נוספת על המבנה הפנימי של מאדים היא מטרה המשותפת לרבים ממשימות העתיד של נאס"א לכוכב הלכת, הכוללת את InSight Lander של נאס"א (לוחות זמנים להשקה בשנת 2018). שופך אור על הגיאולוגיה של מאדים צפוי לעבור דרך ארוכה לקראת הסבר כיצד הפלנטה איבדה את המגנטוספרה שלה, ומכאן האטמוספירה ומי השטח לפני מיליארדי שנים.
