يتميز فصل الربيع في نصف الكرة الشمالي للمريخ بالنشاط الديناميكي الجوي الغني. يحدث هذا النشاط عند حافة الغطاء القطبي، وغالبًا ما يتم الكشف عنه من خلال وجود العواصف الترابية المحلية.
دراسة جديدة تتعمق في اثنين العواصف الترابية المريخية والتي حدثت بالقرب من القطب الشمالي للمريخ في عام 2019. ومن المثير للدهشة أن أنماط السحب تشبه الأرض، مما يشير إلى عمليات تكوين مماثلة.
قامت مركبة Mars Express التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية بمراقبة العواصف خلال فصل الربيع في القطب الشمالي. ووجدت أن المريخ ينتج أنماطًا سحابية تشبه الأرض بشكل مدهش، تذكرنا بتلك الموجودة في المناطق الاستوائية لكوكبنا.
كاميرتين على متن الطائرة مارس اكسبريس - كاميرا المراقبة المرئية (VMC) وكاميرا الاستريو عالية الدقة (HRSC) - جنبًا إلى جنب مع كاميرا MARCI الموجودة على متن مركبة Mars Reconnaissance Orbiter التابعة لناسا، قامت بتصوير العواصف من المدار.
يوضح تسلسل صور VMC كيف تظهر العواصف دورات متكررة من النمو والاختفاء على مدار أيام. تُظهر المشاهدات الأوسع لصور HRSC بوضوح هياكل حلزونية. وتشترك هذه الحلزونات، التي يتراوح مداها من 1000 إلى 2000 كيلومتر، في نفس نشأة الأعاصير خارج المدارية مثل تلك التي تظهر في خطوط العرض الوسطى وخطوط العرض للأرض.
الصور تكشف ظاهرة معينة على المريخ. لقد أظهروا أن العواصف الترابية المريخية تتكون من خلايا سحابية أصغر متباعدة بشكل منتظم ومرتبة مثل الحبوب أو الحصى. ويظهر الملمس أيضًا في السحب الغلاف الجوي للأرض.
يوضح تسلسل صور VMC كيف تظهر العواصف دورات متكررة من النمو والاختفاء على مدار الأيام. تُظهر المشاهدات الأوسع لصور HRSC بوضوح هياكل حلزونية. وتشترك هذه الحلزونات، التي يتراوح مداها من 1000 إلى 2000 كيلومتر، في نفس نشأة الأعاصير خارج المدارية مثل تلك التي تظهر في خطوط العرض الوسطى وخطوط العرض للأرض.
تظهر الصور ظاهرة مريخية محددة. لقد أثبتوا أن العواصف الترابية المريخية تتكون من خلايا سحابية أصغر متباعدة بشكل متساو ومصفوفة مثل الحبوب أو الحصى. ويمكن أيضًا رؤية أن الغيوم الموجودة في الغلاف الجوي للأرض لها نسيج.
الحمل الحراري، حيث يرتفع الهواء الساخن لأنه أقل كثافة من الهواء البارد، يخلق أنسجة يمكن التعرف عليها. عندما يرتفع الهواء في مركز الخلايا السحابية الصغيرة، يحدث هذا النوع من الحمل الحراري، المعروف باسم الحمل الحراري للخلية المغلقة. إن فجوات السماء حول الخلايا السحابية هي الممرات التي يغوص بها الهواء البارد تحت الهواء الساخن الصاعد.
On أرضويوجد الماء في الهواء الصاعد، والذي يتكثف لتكوين السحب. تظهر صور سحب الغبار التي التقطتها مركبة مارس إكسبرس نفس الظاهرة، لكن على المريخ، تتكون أعمدة الهواء الصاعدة من الغبار وليس الماء. يتم تسخين الهواء المليء بالغبار بواسطة الشمس، مما يؤدي إلى صعوده وتكوين خلايا غبار. مناطق الهواء الغارق التي تحتوي على غبار أقل تحيط بالخلايا. وينتج عن هذا النمط الحبيبي الذي يمكن رؤيته في صور السحب على الأرض أيضًا.
وتتبع العلماء حركة الخلية ضمن الصور لقياس سرعة الرياح. وقد وجد أن الرياح تهب فوق معالم السحاب بسرعة تصل إلى 140 كم/ساعة. يؤدي هذا إلى توسيع شكل الخلايا في اتجاه الريح. على الرغم من الأجواء الفوضوية والديناميكية للمريخ والأرض، إلا أن الطبيعة تخلق هذه الأنماط المنظمة.
وقال كولين ويلسون، عالم مشروع Mars Express التابع لوكالة الفضاء الأوروبية: "عند التفكير في الغلاف الجوي الشبيه بالمريخ على الأرض، قد يفكر المرء بسهولة في صحراء أو منطقة قطبية. من غير المتوقع تمامًا، إذن، أنه من خلال تتبع الحركة الفوضوية للعواصف الترابية، يمكن رسم أوجه تشابه مع العمليات التي تحدث في المناطق الاستوائية الرطبة والحارة، والتي لا تشبه المريخ تمامًا.
لقد جعلت صور VMC من الممكن قياس ارتفاع سحب الغبار، وهو اكتشاف مهم. ارتفاع السحب فوق سطح المريخ يتم تحديده من خلال قياس طول الظلال التي يلقيها ودمج تلك المعلومات مع معرفة موقع الشمس. أظهرت النتائج أن الغبار يمكن أن يرتفع من 6 إلى 11 كيلومترًا فوق السطح، وأن الخلايا غالبًا ما يكون قطرها الأفقي يتراوح بين 20 إلى 40 كيلومترًا.
Agustín Sánchez-Levaga من جامعة País Vasco UPV/EHU (إسبانيا)، الذي يقود الفريق العلمي لـ VMC وهو المؤلف الرئيسي للورقة البحثية، محمد, "على الرغم من السلوك غير المتوقع للعواصف الترابية على المريخ وهبوب الرياح القوية التي تصاحبها، فقد رأينا أنه في ظل تعقيداتها، يمكن أن تظهر هياكل منظمة مثل الجبهات وأنماط الحمل الحراري الخلوي".
"مثل هذا الحمل الحراري الخلوي المنظم لا يقتصر على الأرض والمريخ؛ يمكن القول إن ملاحظات الغلاف الجوي لكوكب الزهرة بواسطة Venus Express تظهر أنماطًا مماثلة. إن عملنا على الحمل الحراري الجاف للمريخ هو مثال آخر على قيمة الدراسات المقارنة لظواهر مماثلة تحدث في الأجواء الكوكبية لفهم الآليات الكامنة وراءها في ظل ظروف وبيئات مختلفة بشكل أفضل.
المرجع مجلة:
- أ. سانشيز- لافيجا وآخرون. الأنماط الخلوية والحمل الحراري الجاف في العواصف الترابية على حافة الغطاء القطبي الشمالي للمريخ. ايكاروس. دوى: 10.1016 / j.icarus.2022.115183
