화성 북반구의 봄철은 대기의 역동적인 활동이 풍부한 것이 특징입니다. 이 활동은 극지방의 가장자리에서 발생하며 종종 지역적인 먼지 폭풍의 존재로 드러납니다.
새로운 연구는 두 가지로 더 깊이 파고든다. 화성의 먼지 폭풍 2019년 화성의 북극 근처에서 발생했습니다. 구름 패턴은 놀랍게도 지구와 유사하여 유사한 형성 과정을 나타냅니다.
ESA의 Mars Express는 봄철 북극의 폭풍을 모니터링했습니다. 화성은 지구의 열대 지역을 연상시키는 놀랍도록 지구와 유사한 구름 패턴을 생성한다는 사실을 발견했습니다.
카메라 2대 탑재 화성 익스프레스 – 시각적 모니터링 카메라(VMC) 및 고해상도 스테레오 카메라(HRSC) – NASA의 화성 정찰 궤도선에 탑재된 MARCI 카메라와 함께 궤도에서 폭풍을 이미지화했습니다.
VMC 이미지 시퀀스는 폭풍이 며칠에 걸쳐 어떻게 성장과 소멸의 반복적인 주기를 보이는지 보여줍니다. HRSC 이미지의 더 넓은 뷰는 나선형 구조를 명확하게 보여줍니다. 1000~2000km 범위의 나선은 지구 중위도 및 위도에서 볼 수 있는 것과 동일한 온대 저기압 발생을 공유합니다.
이미지는 특정 현상을 나타냅니다. 화성. 그들은 화성의 먼지 폭풍이 알갱이나 자갈처럼 배열된 규칙적인 간격의 작은 구름 세포로 구성되어 있음을 보여줍니다. 질감은 구름에서도 볼 수 있습니다. 지구의 대기.
VMC 이미지 시퀀스는 폭풍이 며칠 동안 어떻게 성장과 소멸의 반복적인 주기를 보이는지 보여줍니다. HRSC 이미지의 더 넓은 뷰는 나선형 구조를 명확하게 보여줍니다. 1000~2000km 범위의 나선은 지구 중위도 및 위도에서 볼 수 있는 것과 동일한 온대 저기압 발생을 공유합니다.
이미지는 특정 화성 현상을 보여줍니다. 그들은 화성의 먼지 폭풍이 알갱이나 자갈처럼 균일한 간격으로 배열되어 있는 더 작은 구름 세포로 구성되어 있음을 보여줍니다. 지구 대기의 구름에도 질감이 있는 것으로 볼 수 있습니다.
뜨거운 공기가 차가운 공기보다 밀도가 낮아 상승하는 대류는 눈에 띄는 질감을 만들어냅니다. 공기가 작은 구름 세포의 중심에서 상승할 때 폐쇄 세포 대류라고 알려진 이러한 유형의 대류가 발생합니다. 구름 세포 주변의 하늘 틈은 차가운 공기가 뜨거운 상승 공기 아래로 가라앉는 통로입니다.
On 지구, 상승하는 공기에는 물이 존재하며, 이는 응축되어 구름을 생성합니다. Mars Express의 먼지 구름 이미지는 동일한 현상을 보여 주지만 화성에서 상승하는 공기 기둥은 물이 아닌 먼지로 만들어졌습니다. 먼지로 가득 찬 공기는 태양에 의해 가열되어 상승하여 먼지 세포를 형성합니다. 먼지가 적은 가라앉는 공기 영역이 세포를 둘러싸고 있습니다. 이로 인해 지구의 구름 이미지에서도 볼 수 있는 세분화된 패턴이 생성됩니다.
과학자들은 바람의 속도를 측정하기 위해 이미지 내에서 세포의 움직임을 추적했습니다. 최대 140km/h의 속도로 구름 위로 바람이 분다는 것이 밝혀졌습니다. 이로 인해 바람이 부는 방향으로 세포의 모양이 넓어집니다. 화성과 지구의 혼란스럽고 역동적인 대기에도 불구하고 자연은 이러한 질서 있는 패턴을 만들어냅니다.
ESA의 Mars Express 프로젝트 과학자인 Colin Wilson은 이렇게 말했습니다. “지구의 화성과 같은 대기를 생각하면 사막이나 극지방을 쉽게 떠올릴 수 있습니다. 그렇다면 먼지 폭풍의 혼란스러운 움직임을 추적함으로써 지구의 습하고 뜨겁고 확실히 화성과는 전혀 다른 열대 지역에서 발생하는 과정과 유사점을 도출할 수 있다는 것은 전혀 예상치 못한 일입니다.”
VMC 사진을 통해 먼지 구름의 고도를 측정하는 것이 가능해졌으며 이는 중요한 발견입니다. 구름 위의 높이 화성 표면 그림자가 던지는 그림자의 길이를 측정하고 그 정보를 태양의 위치에 대한 지식과 결합하여 결정됩니다. 연구 결과에 따르면 먼지는 표면 위로 6~11km까지 올라갈 수 있으며 세포의 수평 직경은 20~40km인 경우가 많다.
VMC 과학 팀을 이끌고 논문의 주요 저자인 Universidad del País Vasco UPV/EHU(스페인)의 Agustín Sánchez-Levaga 말했다, "화성의 먼지 폭풍과 그에 따른 강한 돌풍의 예측할 수 없는 행동에도 불구하고 우리는 그 복잡성 내에서 전선 및 세포 대류 패턴과 같은 조직화된 구조가 나타날 수 있다는 것을 확인했습니다."
“이러한 조직화된 세포 대류는 지구와 화성에만 국한된 것이 아닙니다. Venus Express의 금성 대기 관찰은 틀림없이 비슷한 패턴을 보여줍니다. 화성 건류 대류에 대한 우리의 연구는 다양한 조건과 환경에서 발생하는 메커니즘을 더 잘 이해하기 위해 행성 대기에서 발생하는 유사한 현상에 대한 비교 연구의 가치를 보여주는 또 다른 예입니다."
저널 참조 :
- A. Sánchez-Lavega et al. 화성 북극모대 가장자리의 질감 있는 먼지 폭풍의 세포 패턴과 건식 대류. 이카루스. DOI : 10.1016/j.icarus.2022.115183
