A estação da primavera no hemisfério norte de Marte é caracterizada por uma rica atividade dinâmica atmosférica. Esta atividade ocorre na borda da calota polar, muitas vezes revelada pela presença de tempestades de poeira locais.
Um novo estudo se aprofunda em dois tempestades de poeira marciana que ocorreu perto do Pólo Norte marciano em 2019. Os padrões de nuvens são surpreendentemente semelhantes aos da Terra, apontando para processos de formação semelhantes.
A Mars Express da ESA monitorizou as tempestades durante a primavera no Pólo Norte. Descobriu-se que Marte produz padrões de nuvens surpreendentemente semelhantes aos da Terra, reminiscentes daqueles das regiões tropicais do nosso planeta.
Duas câmeras a bordo Marte Expresso – a Câmera de Monitoramento Visual (VMC) e a Câmera Estéreo de Alta Resolução (HRSC) – juntamente com a câmera MARCI a bordo do Mars Reconnaissance Orbiter da NASA, capturaram imagens das tempestades em órbita.
A sequência de imagens VMC demonstra como as tempestades apresentam ciclos recorrentes de crescimento e desaparecimento ao longo dos dias. As visualizações mais amplas das imagens HRSC mostram claramente estruturas espirais. As espirais, que variam de 1000 a 2000 km, compartilham a mesma gênese de ciclones extratropicais daqueles observados nas latitudes e latitudes médias da Terra.
As imagens revelam um fenômeno particular em março. Eles mostram que as tempestades de poeira marcianas são compostas por células de nuvens menores, regularmente espaçadas, dispostas como grãos ou seixos. A textura também é vista em nuvens em atmosfera da Terra.
A sequência de imagens VMC demonstra como as tempestades apresentam ciclos recorrentes de crescimento e desaparecimento ao longo dos dias. As visualizações mais amplas das imagens HRSC mostram claramente estruturas espirais. As espirais, que variam de 1000 a 2000 km, compartilham a mesma gênese de ciclones extratropicais daqueles observados nas latitudes e latitudes médias da Terra.
As imagens mostram um fenômeno marciano específico. Eles demonstram que as tempestades de poeira marcianas são compostas por células de nuvens menores, espaçadas e dispostas como grãos ou seixos. As nuvens na atmosfera da Terra também podem ter uma textura.
A convecção, onde o ar quente sobe porque é menos denso que o ar mais frio, cria texturas reconhecíveis. Quando o ar sobe no centro das pequenas células das nuvens, ocorre esse tipo de convecção, conhecida como convecção de células fechadas. As lacunas do céu ao redor das células das nuvens são os caminhos para o ar mais frio afundar abaixo do ar quente ascendente.
On Terra, a água está presente no ar ascendente, que se condensa para criar nuvens. As imagens de nuvens de poeira da Mars Express demonstram o mesmo fenómeno, mas em Marte, as colunas de ar ascendentes são feitas de poeira e não de água. O ar cheio de poeira é aquecido pelo Sol, o que faz com que ele suba e forme células de poeira. Áreas de ar descendente com menos poeira circundam as células. Isto resulta no padrão granular que também pode ser visto em imagens de nuvens na Terra.
Os cientistas rastrearam o movimento da célula nas imagens para medir a velocidade do vento. Descobriu-se que o vento sopra sobre as nuvens a velocidades de até 140 km/h. Isso amplia a forma das células na direção do vento. Apesar das atmosferas caóticas e dinâmicas de Marte e da Terra, a natureza cria estes padrões ordenados.
Colin Wilson, cientista do projeto Mars Express da ESA, disse: “Ao pensar numa atmosfera semelhante à de Marte na Terra, pode-se facilmente pensar num deserto ou numa região polar. É bastante inesperado, então, que através do acompanhamento do movimento caótico das tempestades de poeira, possam ser traçados paralelos com os processos que ocorrem nas regiões tropicais húmidas, quentes e decididamente muito diferentes de Marte da Terra.”
As fotos do VMC tornaram possível medir a altitude das nuvens de poeira, o que é uma descoberta significativa. A altura das nuvens acima do superfície marciana é determinado medindo o comprimento das sombras que projetam e combinando essa informação com o conhecimento da posição do Sol. As descobertas mostraram que a poeira pode subir de 6 a 11 km acima da superfície e que as células geralmente tinham diâmetros horizontais de 20 a 40 km.
Agustín Sánchez-Levaga, da Universidad del País Vasco UPV/EHU (Espanha), que lidera a equipe científica do VMC e é o autor principal de um artigo, dito, “Apesar do comportamento imprevisível das tempestades de poeira em Marte e das fortes rajadas de vento que as acompanham, vimos que dentro da sua complexidade podem surgir estruturas organizadas como frentes e padrões de convecção celular.”
“Essa convecção celular organizada não é exclusiva da Terra e de Marte; observações da atmosfera venusiana pela Venus Express mostram, sem dúvida, padrões semelhantes. O nosso trabalho sobre a convecção seca de Marte é mais um exemplo do valor dos estudos comparativos de fenómenos semelhantes que ocorrem nas atmosferas planetárias para compreender melhor os mecanismos subjacentes a eles sob diferentes condições e ambientes.”
Jornal de referência:
- A. Sánchez-Lavega et al. Padrões celulares e convecção seca em tempestades de poeira texturizada na borda da calota polar norte de Marte. Icarus. DOI: 10.1016/j.icarus.2022.115183
