עונת האביב בחצי הכדור הצפוני של מאדים מאופיינת בפעילות דינמית אטמוספרית עשירה. פעילות זו מתרחשת בשולי כובע הקוטב, המתגלה לעתים קרובות על ידי נוכחותן של סופות אבק מקומיות.
מחקר חדש צולל עמוק יותר לשניים סופות אבק של מאדים שהתרחשה ליד הקוטב הצפוני של מאדים בשנת 2019. דפוסי העננים דומים באופן מפתיע לכדור הארץ, ומצביעים על תהליכי היווצרות דומים.
Mars Express של ESA עקבה אחר הסופות במהלך האביב בקוטב הצפוני. הוא מצא שמאדים יוצר דפוסי עננים דמויי כדור הארץ באופן מפתיע המזכירים את אלו באזורים הטרופיים של הפלנטה שלנו.
שתי מצלמות על הסיפון מאדים אקספרס – מצלמת הניטור החזותי (VMC) ומצלמת הסטריאו ברזולוציה גבוהה (HRSC) – יחד עם מצלמת MARCI על סיפון מסלול הסיור של מאדים של נאס"א, צילמו את הסערות ממסלול.
רצף התמונות של VMC מדגים כיצד הסערות מציגות מחזורים חוזרים של צמיחה והיעלמות לאורך ימים. ההשקפות הרחבות יותר של תמונות HRSC מציגות בבירור מבנים ספירליים. הספירלות, שנעות בין 1000 ל-2000 ק"מ, חולקות את אותה התפתחות ציקלון חוץ-טרופית כמו אלו שנראו בקווי הרוחב והרוחב האמצעיים של כדור הארץ.
התמונות חושפות תופעה מסוימת על מַאְדִים. הם מראים שסופות האבק של מאדים מורכבות מתאי ענן קטנים יותר הממוקמים באופן קבוע, המסודרים כמו גרגרים או חלוקי נחל. המרקם נראה גם בעננים ב אטמוספירת כדור הארץ.
רצף התמונות של VMC מדגים כיצד הסערות מציגות מחזורים חוזרים של צמיחה והיעלמות במהלך ימים. ההשקפות הרחבות יותר של תמונות HRSC מציגות בבירור מבנים ספירליים. הספירלות, שנעות בין 1000 ל-2000 ק"מ, חולקות את אותה התפתחות ציקלון חוץ-טרופית כמו אלו שנראו בקווי הרוחב והרוחב האמצעיים של כדור הארץ.
תמונות מציגות תופעה מסוימת של מאדים. הם מדגימים שסופות האבק של מאדים מורכבות מתאי ענן קטנים יותר המרוחקים זה מזה באופן שווה ומסודרים כמו גרגרים או חלוקי נחל. ניתן לראות גם שלעננים באטמוספירה של כדור הארץ יש מרקם.
הסעה, שבה אוויר חם עולה בגלל שהוא פחות צפוף מאוויר קריר יותר, יוצרת מרקמים שניתן לזהות. כאשר האוויר עולה במרכזם של תאי ענן זעירים, מתרחשת הסעה מסוג זה, המכונה הסעה של תאים סגורים. הפערים של השמיים סביב תאי הענן הם המסלולים של אוויר קריר יותר לשקוע מתחת לאוויר החם העולה.
On כדור הארץ, מים נמצאים באוויר העולה, שמתעבה ליצירת עננים. תמונות ענני האבק של המאדים אקספרס מדגימות את אותה תופעה, אך במאדים, עמודי האוויר העולים עשויים מאבק ולא מים. אוויר מלא באבק מחומם על ידי השמש, מה שגורם לו לעלות וליצור תאי אבק. אזורים של אוויר שוקע שיש בהם פחות אבק מקיפים את התאים. כתוצאה מכך נוצרת הדפוס הגרגירי שניתן לראות גם בתמונות של עננים על פני כדור הארץ.
מדענים עקבו אחר תנועת התא בתוך התמונות כדי למדוד את מהירות הרוח. נמצא שרוח נושבת מעל תכונות הענן במהירויות של עד 140 קמ"ש. זה מרחיב את צורת התאים לכיוון הרוח. למרות האטמוספרות הכאוטיות והדינמיות של מאדים וכדור הארץ, הטבע יוצר את הדפוסים המסודרים הללו.
קולין ווילסון, מדען פרויקט Mars Express של ESA, אמר, "כשחושבים על אטמוספירה דמוית מאדים בכדור הארץ, אפשר לחשוב בקלות על מדבר או אזור קוטב. זה די בלתי צפוי, אם כן, שבאמצעות מעקב אחר התנועה הכאוטית של סופות אבק, ניתן למתוח קווים מקבילים לתהליכים המתרחשים באזורים הטרופיים הלחים, החמים והבלתי-מאוד לא-מאדים של כדור הארץ".
תמונות VMC אפשרו למדוד את הגובה של ענני אבק, וזו תגלית משמעותית. גובה העננים מעל משטח מאדים נקבע על ידי מדידת אורך הצללים שהם זורקים ושילוב מידע זה עם ידע על מיקום השמש. הממצאים הראו שאבק יכול לעלות 6-11 ק"מ מעל פני השטח ושלתאים היו לרוב קוטרים אופקיים של 20-40 ק"מ.
אגוסטין סאנצ'ז-לבגה מאוניברסידד דל פאיס ואסקו UPV/EHU (ספרד), אשר מוביל את צוות המדע של VMC והוא המחבר הראשי של מאמר, אמר, "למרות ההתנהגות הבלתי צפויה של סופות אבק על מאדים ומשבי הרוח החזקים שמלווים אותן, ראינו שבתוך המורכבות שלהן, מבנים מאורגנים כמו חזיתות ודפוסי הסעה סלולריים יכולים לצוץ".
"הסעה תאית מאורגנת כזו אינה ייחודית לכדור הארץ ולמאדים; תצפיות על האטמוספירה של ונוס על ידי ונוס אקספרס מציגות ללא ספק דפוסים דומים. העבודה שלנו על הסעה יבשה של מאדים היא דוגמה נוספת לערכם של מחקרים השוואתיים של תופעות דומות המתרחשות באטמוספרות פלנטריות כדי להבין טוב יותר את המנגנונים העומדים בבסיסן בתנאים ובסביבות שונות."
עיון ביומן:
- A. Sánchez- Lavega et al. דפוסים תאיים והסעה יבשה בסופות אבק בעלות מרקם בקצה כף הקוטב הצפונית של מאדים. איקרוס. DOI: 10.1016/j.icarus.2022.115183
