火星の北半球の春の季節は、豊かな大気のダイナミックな活動が特徴です。この活動は極冠の端で発生し、局地的な砂嵐の存在によってしばしば明らかになります。
新しい研究は2つの点をさらに深く掘り下げています 火星の砂嵐 2019年に火星の北極近くで発生した。雲のパターンは驚くほど地球に似ており、同様の形成プロセスを示している。
ESAのマーズ・エクスプレスは春の北極での嵐を監視した。その結果、火星は、私たちの惑星の熱帯地域のものを思い出させる、驚くほど地球に似た雲のパターンを大量に生み出していることがわかりました。
2台のカメラを搭載 火星エクスプレス – 視覚監視カメラ (VMC) と高解像度ステレオ カメラ (HRSC) – は、NASA の火星偵察周回機に搭載された MARCI カメラと連携して、軌道上から嵐を撮影しました。
VMC シーケンス画像は、嵐が数日にわたって成長と消滅を繰り返す様子を示しています。 HRSC 画像の広い視野では、らせん構造がはっきりと示されています。この渦巻は長さ1000キロメートルから2000キロメートルに及び、地球の中緯度や緯度で見られるものと同じ温帯低気圧の起源を共有している。
画像は特定の現象を明らかにします 火星。彼らは、火星の砂嵐が、粒や小石のように規則的に配置された小さな雲の細胞で構成されていることを示しています。雲にもテクスチャが見られます 地球の大気.
VMC シーケンス画像は、嵐が数日にわたって成長と消滅を繰り返す様子を示しています。 HRSC 画像の広い視野では、らせん構造がはっきりと示されています。この渦巻は長さ1000キロメートルから2000キロメートルに及び、地球の中緯度や緯度で見られるものと同じ温帯低気圧の起源を共有している。
画像は火星の特定の現象を示しています。彼らは、火星の砂嵐が、粒や小石のように等間隔に配置された小さな雲の細胞で構成されていることを示しています。地球の大気中の雲にもテクスチャがあることがわかります。
熱い空気は冷たい空気よりも密度が低いため上昇し、認識可能なテクスチャを作り出します。小さな雲セルの中心で空気が上昇すると、クローズドセル対流として知られるこのタイプの対流が発生します。雲セルの周りの空の隙間は、冷たい空気が上昇する熱い空気の下に沈む経路です。
On 当社上昇気流の中に水が存在し、それが凝結して雲を作ります。マーズ・エクスプレスの塵雲の画像も同じ現象を示していますが、火星では上昇気柱は水ではなく塵でできています。塵で満たされた空気は太陽によって加熱され、上昇して塵細胞を形成します。塵の少ない沈下空気の領域がセルの周囲にあります。その結果、地球上の雲の画像にも見られる粒状のパターンが生じます。
科学者たちは画像内で細胞の動きを追跡し、風の速さを測定した。雲の地形の上には風が最大時速140キロメートルの速度で吹いていることが判明した。これにより、風の方向にセルの形状が広がります。火星と地球の混沌としたダイナミックな大気にもかかわらず、自然はこれらの秩序あるパターンを作り出します。
ESAのマーズ・エクスプレス・プロジェクト科学者コリン・ウィルソン氏はこう語った。 「地球上の火星のような大気について考えるとき、砂漠や極地を簡単に思い浮かべるかもしれません。したがって、砂嵐の混沌とした動きを追跡することによって、地球の湿った高温の、明らかに火星とはまったく似ていない熱帯地域で起こるプロセスとの類似点を導き出すことができるというのは、まったく予想外のことである。」
VMC の写真により、塵雲の高度の測定が可能になりました。これは重要な発見です。上にある雲の高さは、 火星の表面 影の長さを測定し、その情報と太陽の位置の知識を組み合わせることで決定されます。その結果、塵は地表から 6 ～ 11 km の高さまで上昇する可能性があり、細胞の水平直径は 20 ～ 40 km であることが多いことがわかりました。
VMC科学チームを率い、論文の筆頭著者であるパイス・バスコ大学UPV/EHU（スペイン）のAgustín Sánchez-Levaga氏は、 と, 「火星の砂塵嵐やそれに伴う強い突風は予測不可能な挙動を示しますが、その複雑さの中に前線や細胞対流パターンなどの組織化された構造が現れる可能性があることを私たちは見てきました。」
「このような組織化された細胞対流は地球と火星に特有のものではありません。 Venus Express による金星の大気の観測でも、おそらく同様のパターンが示されています。火星の乾燥対流に関する私たちの研究は、さまざまな条件や環境下でその根底にあるメカニズムをよりよく理解するために、惑星の大気中で発生する同様の現象を比較研究することの価値を示すさらなる例です。」
ジャーナルリファレンス：
- A. サンチェス-ラベガ 他火星の北極冠の端にあるテクスチャーのある砂嵐における細胞パターンと乾燥した対流。 Icarus。 DOI： 10.1016/j.icarus.2022.115183
