Η εποχή της Άνοιξης στο βόρειο ημισφαίριο του Άρη χαρακτηρίζεται από πλούσια ατμοσφαιρική δυναμική δραστηριότητα. Αυτή η δραστηριότητα εμφανίζεται στην άκρη του πολικού καλύμματος, που συχνά αποκαλύπτεται από την παρουσία τοπικών καταιγίδων σκόνης.
Μια νέα μελέτη βυθίζεται βαθύτερα σε δύο καταιγίδες αρειανής σκόνης που συνέβη κοντά στον Βόρειο Πόλο του Αρειανού το 2019. Τα μοτίβα των νεφών είναι εκπληκτικά σαν τη Γη, υποδεικνύοντας παρόμοιες διαδικασίες σχηματισμού.
Το Mars Express της ESA παρακολούθησε τις καταιγίδες την άνοιξη στον Βόρειο Πόλο. Διαπίστωσε ότι ο Άρης δημιουργεί εκπληκτικά γήινα μοτίβα σύννεφων που θυμίζουν εκείνα στις τροπικές περιοχές του πλανήτη μας.
Δύο κάμερες επί του σκάφους mars express – η Visual Monitoring Camera (VMC) και η High Resolution Stereo Camera (HRSC) – μαζί με την κάμερα MARCI στο Mars Reconnaissance Orbiter της NASA, απεικόνισαν τις καταιγίδες από την τροχιά.
Η ακολουθία εικόνων VMC δείχνει πώς οι καταιγίδες παρουσιάζουν επαναλαμβανόμενους κύκλους ανάπτυξης και εξαφάνισης για μέρες. Οι ευρύτερες όψεις των εικόνων του HRSC δείχνουν καθαρά σπειροειδείς δομές. Οι σπείρες, που κυμαίνονται από 1000 έως 2000 km, μοιράζονται την ίδια γένεση εξωτροπικού κυκλώνα με αυτές που παρατηρούνται στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη και γεωγραφικά πλάτη της Γης.
Οι εικόνες αποκαλύπτουν ένα συγκεκριμένο φαινόμενο Μάρτιος. Δείχνουν ότι οι καταιγίδες σκόνης του Άρη αποτελούνται από τακτικά τοποθετημένα μικρότερα νέφη που είναι διατεταγμένα σαν κόκκοι ή βότσαλα. Η υφή φαίνεται επίσης στα σύννεφα Ατμόσφαιρα της γης.
Η ακολουθία εικόνων VMC δείχνει πώς οι καταιγίδες παρουσιάζουν επαναλαμβανόμενους κύκλους ανάπτυξης και εξαφάνισης κατά τη διάρκεια των ημερών. Οι ευρύτερες όψεις των εικόνων του HRSC δείχνουν καθαρά σπειροειδείς δομές. Οι σπείρες, που κυμαίνονται από 1000 έως 2000 km, μοιράζονται την ίδια γένεση εξωτροπικού κυκλώνα με αυτές που παρατηρούνται στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη και γεωγραφικά πλάτη της Γης.
Οι εικόνες δείχνουν ένα συγκεκριμένο φαινόμενο του Άρη. Αποδεικνύουν ότι οι καταιγίδες της αρειανής σκόνης αποτελούνται από μικρότερα κύτταρα νεφών ομοιόμορφα τοποθετημένα μεταξύ τους και διατεταγμένα σαν κόκκοι ή βότσαλα. Τα σύννεφα στην ατμόσφαιρα της Γης μπορούν επίσης να φανούν ότι έχουν υφή.
Η συναγωγή, όπου ο ζεστός αέρας ανεβαίνει επειδή είναι λιγότερο πυκνός από τον ψυχρότερο αέρα, δημιουργεί αναγνωρίσιμες υφές. Όταν ο αέρας ανεβαίνει στο κέντρο των μικροσκοπικών κυψελών νέφους, εμφανίζεται αυτός ο τύπος μεταφοράς, γνωστός ως μεταφορά κλειστών κυψελών. Τα κενά του ουρανού γύρω από τις κυψέλες σύννεφων είναι οι οδοί για τον ψυχρότερο αέρα να βυθίζεται κάτω από τον ζεστό αέρα που ανεβαίνει.
On Γη, υπάρχει νερό στον ανερχόμενο αέρα, το οποίο συμπυκνώνεται για να δημιουργήσει σύννεφα. Οι εικόνες του Mars Express από σύννεφα σκόνης δείχνουν το ίδιο φαινόμενο, αλλά στον Άρη, οι ανερχόμενες στήλες αέρα είναι φτιαγμένες από σκόνη και όχι από νερό. Ο αέρας γεμάτος σκόνη θερμαίνεται από τον Ήλιο, γεγονός που τον αναγκάζει να αναρριχηθεί και να σχηματίσει κύτταρα σκόνης. Περιοχές βυθιζόμενου αέρα που έχουν λιγότερη σκόνη περιβάλλουν τα κύτταρα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το κοκκώδες μοτίβο που μπορεί να φανεί και σε εικόνες νεφών στη Γη.
Οι επιστήμονες παρακολούθησαν την κίνηση του κυττάρου μέσα στις εικόνες για να μετρήσουν την ταχύτητα του ανέμου. Διαπιστώθηκε ότι ο άνεμος φυσά πάνω από τα σύννεφα με ταχύτητες έως και 140 km/h. Αυτό διευρύνει το σχήμα των κυψελών προς την κατεύθυνση του ανέμου. Παρά τις χαοτικές και δυναμικές ατμόσφαιρες του Άρη και της Γης, η φύση δημιουργεί αυτά τα τακτικά μοτίβα.
Ο Colin Wilson, επιστήμονας του έργου Mars Express της ESA, είπε: «Όταν σκεφτόμαστε μια ατμόσφαιρα που μοιάζει με τον Άρη στη Γη, θα μπορούσε κανείς εύκολα να σκεφτεί μια έρημο ή μια πολική περιοχή. Είναι πολύ απροσδόκητο, λοιπόν, ότι μέσω της παρακολούθησης της χαοτικής κίνησης των καταιγίδων σκόνης, μπορούν να γίνουν παραλληλισμοί με τις διεργασίες που συμβαίνουν στις υγρές, θερμές και αναμφισβήτητα πολύ όμοιες με τον Άρη τροπικές περιοχές της Γης».
Οι φωτογραφίες του VMC κατέστησαν εφικτή τη μέτρηση του υψομέτρου των νεφών σκόνης, κάτι που είναι μια σημαντική ανακάλυψη. Το ύψος των νεφών πάνω από το επιφάνεια του Άρη καθορίζεται μετρώντας το μήκος των σκιών που ρίχνουν και συνδυάζοντας αυτές τις πληροφορίες με τη γνώση της θέσης του Ήλιου. Τα ευρήματα έδειξαν ότι η σκόνη μπορεί να υψωθεί 6-11 km πάνω από την επιφάνεια και ότι τα κύτταρα είχαν συχνά οριζόντιες διαμέτρους 20-40 km.
Agustín Sánchez-Levaga από το Universidad del País Vasco UPV/EHU (Ισπανία), ο οποίος ηγείται της επιστημονικής ομάδας VMC και είναι ο κύριος συγγραφέας μιας εργασίας, είπε, «Παρά την απρόβλεπτη συμπεριφορά των καταιγίδων σκόνης στον Άρη και τις ισχυρές ριπές ανέμου που τις συνοδεύουν, έχουμε δει ότι μέσα στην πολυπλοκότητά τους, οργανωμένες δομές όπως μέτωπα και μοτίβα κυτταρικής μεταφοράς μπορούν να αναδυθούν».
«Τέτοια οργανωμένη κυτταρική μεταφορά δεν είναι μοναδική για τη Γη και τον Άρη. Οι παρατηρήσεις της ατμόσφαιρας της Αφροδίτης από το Venus Express αναμφισβήτητα δείχνουν παρόμοια μοτίβα. Η εργασία μας για την ξηρή μεταφορά στον Άρη είναι ένα περαιτέρω παράδειγμα της αξίας των συγκριτικών μελετών παρόμοιων φαινομένων που συμβαίνουν σε πλανητικές ατμόσφαιρες για την καλύτερη κατανόηση των μηχανισμών που βρίσκονται κάτω από αυτές σε διαφορετικές συνθήκες και περιβάλλοντα.»
Αναφορά στο περιοδικό:
- A. Sánchez- Lavega et al. Κυψελοειδή μοτίβα και ξηρή μεταφορά σε θύελλες σκόνης με υφή στην άκρη του βόρειου πολικού καπακιού του Άρη. ΙκάροςΕ DOI: 10.1016/j.icarus.2022.115183
