فصل بهار در نیمکره شمالی مریخ با فعالیت دینامیکی جوی غنی مشخص می شود. این فعالیت در لبه کلاهک قطبی رخ می دهد که اغلب با حضور طوفان های گرد و غبار محلی آشکار می شود.
یک مطالعه جدید عمیق تر به دو مورد می پردازد طوفان های گرد و غبار مریخی که در نزدیکی قطب شمال مریخ در سال 2019 رخ داد. الگوهای ابر به طرز شگفت آوری شبیه زمین هستند و به فرآیندهای تشکیل مشابه اشاره می کنند.
مارس اکسپرس آژانس فضایی اروپا طوفان ها را در فصل بهار در قطب شمال زیر نظر داشت. این نشان داد که مریخ به طرز شگفت انگیزی الگوهای ابری شبیه زمین ایجاد می کند که یادآور ابرهای مناطق گرمسیری سیاره ما است.
دو دوربین روی هواپیما مریخ اکسپرس - دوربین نظارت بصری (VMC) و دوربین استریو با وضوح بالا (HRSC) - همراه با دوربین MARCI در مدارگرد شناسایی مریخ ناسا، طوفان ها را از مدار تصویربرداری کردند.
توالی تصویر VMC نشان می دهد که چگونه طوفان ها چرخه های مکرر رشد و ناپدید شدن را در طول روز نشان می دهند. نماهای گسترده تر از تصاویر HRSC به وضوح ساختارهای مارپیچی را نشان می دهد. این مارپیچ‌ها، که از 1000 تا 2000 کیلومتر متغیر هستند، دارای همان پیدایش طوفان فراگرمسیری هستند که در عرض‌ها و عرض‌های جغرافیایی میانی زمین دیده می‌شوند.
تصاویر یک پدیده خاص را نشان می دهد مارس. آنها نشان می‌دهند که طوفان‌های گرد و غبار مریخ از سلول‌های ابری کوچک‌تر با فاصله منظم تشکیل شده‌اند که مانند دانه‌ها یا سنگریزه‌ها چیده شده‌اند. این بافت در ابرهای داخل نیز دیده می شود اتمسفر زمین.
توالی تصویر VMC نشان می‌دهد که چگونه طوفان‌ها چرخه‌های مکرر رشد و ناپدید شدن را در طول روزها نشان می‌دهند. نماهای گسترده تر از تصاویر HRSC به وضوح ساختارهای مارپیچی را نشان می دهد. این مارپیچ‌ها، که از 1000 تا 2000 کیلومتر متغیر هستند، دارای همان پیدایش طوفان فراگرمسیری هستند که در عرض‌ها و عرض‌های جغرافیایی میانی زمین دیده می‌شوند.
تصاویر یک پدیده خاص مریخی را نشان می دهد. آنها نشان می‌دهند که طوفان‌های غبار مریخ از سلول‌های ابری کوچک‌تر تشکیل شده‌اند که به طور مساوی از هم فاصله دارند و مانند دانه‌ها یا سنگریزه‌ها چیده شده‌اند. همچنین می توان مشاهده کرد که ابرهای موجود در جو زمین دارای بافت هستند.
همرفت، جایی که هوای گرم به دلیل چگالی کمتر از هوای خنک تر بالا می رود، بافت های قابل تشخیصی ایجاد می کند. هنگامی که هوا در مرکز سلول‌های ابر ریز بالا می‌آید، این نوع همرفت که به همرفت سلول بسته معروف است رخ می‌دهد. شکاف‌های آسمان در اطراف سلول‌های ابر مسیرهایی برای فرورفتن هوای خنک‌تر در زیر هوای گرم در حال افزایش هستند.
On زمین، آب در هوای بالا آمده وجود دارد که متراکم می شود و ابر ایجاد می کند. تصاویر مارس اکسپرس از ابرهای گرد و غبار، همین پدیده را نشان می‌دهد، اما در مریخ، ستون‌های هوای بالارونده به جای آب، از غبار ساخته شده‌اند. هوای پر از گرد و غبار توسط خورشید گرم می شود که باعث صعود آن و تشکیل سلول های غبار می شود. مناطقی از هوای فرورفته که گرد و غبار کمتری دارند، سلول ها را احاطه کرده اند. این منجر به الگوی دانه ای می شود که ممکن است در تصاویر ابرهای روی زمین نیز دیده شود.
دانشمندان برای اندازه گیری سرعت باد، حرکت سلول را در تصاویر ردیابی کردند. مشخص شد که باد با سرعت 140 کیلومتر در ساعت بر روی ویژگی های ابر می وزد. این کار شکل سلول ها را در جهت باد گسترده می کند. با وجود جوهای پر هرج و مرج و پویای مریخ و زمین، طبیعت این الگوهای منظم را ایجاد می کند.
کالین ویلسون، دانشمند پروژه Mars Express ESA، گفت: وقتی به جوی شبیه مریخ روی زمین فکر می کنیم، ممکن است به راحتی به یک بیابان یا منطقه قطبی فکر کنیم. بنابراین، کاملاً غیرمنتظره است که از طریق ردیابی حرکت پر هرج و مرج طوفان های گرد و غبار، بتوان با فرآیندهایی که در نواحی گرمسیری مرطوب، گرم و کاملاً غیرمعمولی مانند مریخ روی می دهد، مشابهت هایی ترسیم کرد.
عکس‌های VMC اندازه‌گیری ارتفاع ابرهای گرد و غبار را امکان‌پذیر کرده است، که یک کشف مهم است. ارتفاع ابرها بالاتر از سطح مریخ با اندازه گیری طول سایه هایی که پرتاب می کنند و ترکیب آن اطلاعات با آگاهی از موقعیت خورشید تعیین می شود. یافته ها نشان داد که گرد و غبار می تواند 6 تا 11 کیلومتر از سطح بالا بیاید و سلول ها اغلب دارای قطر افقی 20 تا 40 کیلومتر هستند.
آگوستین سانچز-لواگا از Universidad del País Vasco UPV/EHU (اسپانیا)، که تیم علمی VMC را رهبری می کند و نویسنده اصلی مقاله است، گفت:, علی‌رغم رفتار غیرقابل پیش‌بینی طوفان‌های گرد و غبار در مریخ و وزش بادهای شدید همراه با آنها، ما دیدیم که در پیچیدگی آنها، ساختارهای سازمان‌یافته‌ای مانند جبهه‌ها و الگوهای همرفت سلولی می‌توانند پدیدار شوند.
«چنین همرفت سلولی سازمان یافته منحصر به زمین و مریخ نیست. مشاهدات جو ونوس توسط Venus Express احتمالاً الگوهای مشابهی را نشان می دهد. کار ما روی همرفت خشک مریخ نمونه دیگری از ارزش مطالعات تطبیقی پدیده‌های مشابهی است که در اتمسفر سیاره‌ای رخ می‌دهند تا مکانیسم‌های زیربنایی آنها در شرایط و محیط‌های مختلف را بهتر درک کنیم.
مرجع مجله:
- A. Sánchez- Lavega و همکاران. الگوهای سلولی و همرفت خشک در طوفان‌های غبار بافتی در لبه کلاهک قطب شمال مریخ. ایکاروسبه DOI: 10.1016/j.icarus.2022.115183
