Musim semi di belahan bumi utara Mars ditandai dengan aktivitas dinamis atmosfer yang kaya. Aktivitas ini terjadi di tepian tutup kutub, sering kali terlihat dari adanya badai debu lokal.
Sebuah studi baru menyelami lebih dalam dua hal badai debu Mars yang terjadi di dekat Kutub Utara Mars pada tahun 2019. Secara mengejutkan, pola awannya mirip dengan Bumi, dan menunjukkan proses pembentukan yang serupa.
Mars Express milik ESA memantau badai selama musim semi di Kutub Utara. Ditemukan bahwa Mars secara mengejutkan menghasilkan pola awan mirip Bumi yang mengingatkan kita pada wilayah tropis di planet kita.
Dua kamera di dalamnya Mars Ekspres – Kamera Pemantau Visual (VMC) dan Kamera Stereo Resolusi Tinggi (HRSC) – bersama dengan kamera MARCI di Mars Reconnaissance Orbiter milik NASA, mencitrakan badai dari orbit.
Urutan gambar VMC menunjukkan bagaimana badai menunjukkan siklus pertumbuhan dan hilangnya yang berulang selama berhari-hari. Tampilan gambar HRSC yang lebih luas dengan jelas menunjukkan struktur spiral. Spiral tersebut, yang berkisar antara 1000 hingga 2000 km, memiliki asal usul siklon ekstratropis yang sama seperti yang terlihat di garis lintang tengah dan lintang bumi.
Gambar-gambar tersebut mengungkapkan fenomena tertentu Maret. Mereka menunjukkan bahwa badai debu Mars terdiri dari sel-sel awan kecil yang tersusun secara teratur seperti butiran atau kerikil. Teksturnya juga terlihat pada awan di atmosfer bumi.
Urutan gambar VMC menunjukkan bagaimana badai menunjukkan siklus pertumbuhan dan hilangnya yang berulang selama beberapa hari. Tampilan gambar HRSC yang lebih luas dengan jelas menunjukkan struktur spiral. Spiral tersebut, yang berkisar antara 1000 hingga 2000 km, memiliki asal usul siklon ekstratropis yang sama seperti yang terlihat di garis lintang tengah dan lintang bumi.
Gambar menunjukkan fenomena Mars tertentu. Mereka menunjukkan bahwa badai debu Mars terdiri dari sel-sel awan kecil yang berjarak sama dan tersusun seperti butiran atau kerikil. Awan di atmosfer bumi juga terlihat memiliki tekstur.
Konveksi, dimana udara panas naik karena kepadatannya lebih kecil dibandingkan udara dingin, menciptakan tekstur yang dapat dikenali. Ketika udara naik di tengah sel awan kecil, terjadi konveksi jenis ini, yang dikenal sebagai konveksi sel tertutup. Celah langit di sekitar sel awan merupakan jalur bagi udara dingin untuk tenggelam di bawah udara panas yang naik.
On Bumi, air hadir di udara yang naik, yang mengembun untuk menciptakan awan. Gambar awan debu Mars Express menunjukkan fenomena yang sama, namun di Mars, kolom udara yang naik terbuat dari debu, bukan air. Udara yang dipenuhi debu dipanaskan oleh Matahari, menyebabkannya naik dan membentuk sel-sel debu. Area udara tenggelam yang memiliki lebih sedikit debu mengelilingi sel. Hal ini menghasilkan pola granular yang juga dapat dilihat pada gambar awan di Bumi.
Para ilmuwan melacak pergerakan sel dalam gambar untuk mengukur kecepatan angin. Ditemukan bahwa angin bertiup di atas fitur awan dengan kecepatan hingga 140 km/jam. Ini memperlebar bentuk sel searah dengan arah angin. Meskipun atmosfer Mars dan Bumi kacau dan dinamis, alam menciptakan pola-pola yang teratur ini.
Colin Wilson, ilmuwan proyek Mars Express ESA, berkata, “Saat memikirkan atmosfer mirip Mars di Bumi, orang mungkin dengan mudah membayangkan gurun atau kawasan kutub. Oleh karena itu, sangat tidak terduga bahwa melalui pelacakan pergerakan badai debu yang kacau, kita dapat menarik kesejajaran dengan proses yang terjadi di wilayah tropis Bumi yang lembab, panas, dan jelas sangat tidak mirip Mars.”
Foto-foto VMC memungkinkan pengukuran ketinggian awan debu, dan ini merupakan penemuan yang signifikan. Ketinggian awan di atas permukaan Mars ditentukan dengan mengukur panjang bayangan yang dihasilkannya dan menggabungkan informasi tersebut dengan pengetahuan tentang posisi Matahari. Temuan menunjukkan bahwa debu dapat naik 6–11 km di atas permukaan dan sel seringkali memiliki diameter horizontal 20–40 km.
Agustín Sánchez-Levaga dari Universidad del País Vasco UPV/EHU (Spanyol), yang memimpin tim sains VMC dan penulis utama makalah, tersebut, “Meskipun perilaku badai debu di Mars tidak dapat diprediksi dan hembusan angin kencang yang menyertainya, kami telah melihat bahwa dalam kompleksitasnya, struktur terorganisir seperti bagian depan dan pola konveksi seluler dapat muncul.”
“Konveksi seluler terorganisir seperti itu tidak hanya terjadi di Bumi dan Mars; Pengamatan atmosfer Venus oleh Venus Express bisa dibilang menunjukkan pola serupa. Pekerjaan kami di konveksi kering Mars adalah contoh lebih lanjut dari nilai studi perbandingan fenomena serupa yang terjadi di atmosfer planet untuk lebih memahami mekanisme yang mendasari fenomena tersebut dalam kondisi dan lingkungan yang berbeda.”
Referensi Jurnal:
- A. Sánchez- Lavega dkk. Pola seluler dan konveksi kering dalam badai debu bertekstur di tepi Tutup Kutub Utara Mars. Icarus. DOI: 10.1016/j.icarus.2022.115183
