במשך שנים, מדענים הבינו כי באזורים הקוטביים של מאדים, דו תחמוצת הפחמן הקפואה (המכונה קרח יבש) מכסה חלק ניכר מהשטח במהלך החורף. במהלך האביב קרח זה סובבליזציה במקומות, וגורם לקרח להיסדק ולמטוסי CO² לזרוק קדימה. זה מוביל להיווצרות מאווררים כהים ותכונות המכונות "עכבישים", ששניהם ייחודיים לאזור הקוטב הדרומי של מאדים.
בעשור האחרון, החוקרים לא הצליחו לראות תכונות אלה משתנות משנה לשנה, שם הפשרים חוזרים ונשנים הובילו לצמיחתם. עם זאת, באמצעות נתונים ממצלמת HiRISE של Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), צוות מחקר מאוניברסיטת קולורדו, בולדר והמכון למדע פלנטרי באריזונה הצליחו לראשונה לראות את הצמיחה המצטברת של עכביש לראשונה. ממעיין אחד למשנהו.
עכבישים נקראים כך בגלל המראה שלהם, שם ערוצים מרובים מתכנסים על בור מרכזי. מאווררים אפלים, לעומת זאת, הם טלאים בעלי אלבדו נמוכים שהם כהים יותר מגיליון הקרח שמסביב. במשך זמן מה נצפו אסטרונומים בתכונות אלה באזור הקוטב הדרומי של מאדים, ותיאוריות מרובות הוקדמו לגבי מקורן.
בשנת 2007, יו קיפר מהמכון למדעי החלל בבולדר, קולורדו תיאוריז כי המעריצים והעכבישים האפלים קשורים זה לזה, וששני התכונות היו תוצאה של הפשרת האביב. בקיצור, בעונת האביב של מאדים - כאשר אזור הקוטב הדרומי חשוף לאור שמש יותר - קרני השמש חודרות ליריעות הקרח ומחממות את האדמה שמתחת.
זה גורם להיווצרות זרימות גז מתחת לקרח הבונות לחץ, ובסופו של דבר לגרום לקרח להיסדק ולהפעיל גייזרים. גייזרים אלה מפקידים אבק מינרלי וחול על פני השטח הרוח מההתפרצות, ואילו הסדקים בקרח צומחים ונראים מעל מסלולו. למרות שהסבר זה התקבל באופן נרחב, מדענים לא הצליחו לצפות בתהליך זה בפעולה.
על ידי שימוש בנתונים מהניסוי למדעי הדמיה ברזולוציה גבוהה של ה- MRO (HiRISE), צוות המחקר הצליח לאתר שוקות קטנות-ערוצים באזור הדרום שנמשכו וגדלו במשך שלוש שנים. בנוסף לדמיון הדומה לשטח עכביש, זה היה בסמיכות לאתרי מעריצים חשוכים. מכאן הם קבעו שהם עדים לעכביש שנמצא בתהליך היווצרות.
כפי שהסביר ד"ר גאנה פורטיאנקינה, חוקרת מהמעבדה לפיזיקה באטמוספירה וחלל באוניברסיטת קולורדו, בולדר, והסופרת הראשית במאמר המחקר של הצוות למגזין החלל באמצעות הדוא"ל,
"צפינו לפני כן שינויים שונים במשטח שנגרמו על ידי סילוני CO². עם זאת, כולם היו שינויים עונתיים באלבדו לפני השטח, כמו מעריצים אפלים, או שהם היו קצרי מועד בלבד ונעלמו בשנה שלאחר מכן, כמו תלמים. הפעם השוקתות נותרו לאורך מספר שנים והן מפתחות סיומת דנדריטית - בדיוק כמו שאנחנו מצפים שהעכבישים הגדולים יתפתחו. "
תלמים שדומים לתוואי העכביש אותרו בעבר בקוטב הצפוני של מאדים, שחפפו במקביל למעיין מאדים. בהזדמנויות אלה, מדענים המשתמשים בנתונים ממכשיר HiRISE דיווחו כי ראו תלמים קטנים על דיונות חול, שם התפרצו התפרצויות מעריצים אפלים. עם זאת, במה שמאפיין את התלמים הצפוניים, היו אלה התרחשויות שנתיות לא מתמשכות, שנעלמו כאשר רוחות הקיץ הפקידו בהן חול.
לעומת זאת השוקתות ד"ר פורטיאנקינה וצוותה שנצפו באזור הקוטב הדרומי היו מתמשכות במשך תקופה של שלוש שנים. במהלך תקופה זו, התכונות הללו הרחיבו ופיתחו "יובלים" חדשים, ויצרו תבנית דנדריטית שדמתה לעכביש מאדים. מכאן, הם הגיעו למסקנה כי התלמים הצפוניים שנצפו בעבר הם בעלי אותה סיבה - כלומר סובלימציה הגורמת להתפשטות.
עם זאת, הם הגיעו למסקנה כי התלמים הצפוניים אינם מתפתחים לאורך זמן בגלל הניידות הגבוהה של חומר הדיונה באזור הקוטב הצפוני. ההבדל, כך נראה, נובע בנוכחות חומר חול Erosive בצפון ובדרום, מה שיוצר (או מתחיל) את התהליך הארוזי שמוביל להיווצרות שקתות דמויות עכביש - ששניהם בוערים בכוכבים בתהליך אך יכולים גם למחוק אותו.
"מקומות רבים באזורי הקוטב הדרומי עם מאווררים כהים עונתיים אינם מראים מרבצי חול," אמר ד"ר פורטיאנקינה. "מאווררים אפלים במקומות אלו עשויים להיות רק תערובת של רגולית ואבק, או אפילו סתם אבק בפני עצמו - כפי שהוא באמת בכל מקום במאדים ... [T] מיקומי צינורות שיש בהם חול יחוו שחיקה גבוהה יותר פשוט מכיוון שיש חומר גרגירי בזרימת הגז. בעיקרון, מדובר בפיצוץ חול ישן ופשוט. המשמעות היא שעליך להיות קל ומהיר יותר לגלף עכבישים במקומות אלו. "
במילים אחרות, כאשר קיים חול מתחת ליריעת הקרח, הקרקע שמתחת לכאורה תהיה סלעית יותר (כלומר קשה יותר)> היווצרות שטח עכביש עשויה לדרוש מכך שהאדמה שמתחת לקרח תהיה רכה מספיק כדי להיות מגולפת, אך לא כך תשחרר שהוא ימלא מחדש את הערוצים במהלך מחזור עונתי יחיד. בקיצור, נראה כי היווצרות שטח עכביש תלויה בהבדל בהרכב השטח בין הקטבים.
בנוסף, משנתונים הרבים של נתוני HiRISE שנצברו, ד"ר פורטיאנקינה וצוותה הצליחו גם לאמוד את קצב השחיקה הנוכחי באזור הקוטב הדרומי של מאדים. בסופו של דבר הם העריכו כי תלמים קטנים יותר דמוי עכביש ידרשו אלף שנות מאדים (כ -1,900 שנות כדור הארץ) כדי להפוך לעכביש בקנה מידה מלא.
מחקר זה הוא בהחלט משמעותי, מכיוון שהבנה כיצד שינויים עונתיים ושחיקה של ימינו מובילים ליצירת תכונות טופוגרפיות חדשות חשובה כשמדובר בהבנת התהליכים המעצבים את האזורים הקוטביים של מאדים. ככל שנתקרב יותר ויותר ליום בו משימות הצוות ואפילו ההתיישבות הופכות למציאות, הידיעה כיצד תהליכים אלה מעצבים את הכוכב יהיו חיוניים לבחינת דברים על מאדים.
