Za pomladno sezono na Marsovi severni polobli je značilna bogata atmosferska dinamična aktivnost. Ta dejavnost se pojavi na robu polarne kape, kar pogosto razkrije prisotnost lokalnih prašnih neviht.
Nova študija se poglobi v dvoje marsovske prašne nevihte ki se je zgodil blizu Marsovega severnega tečaja leta 2019. Vzorci oblakov so presenetljivo podobni Zemlji, kar kaže na podobne procese nastajanja.
ESA-jev Mars Express je spremljal nevihte spomladi na severnem polu. Ugotovil je, da Mars ustvarja presenetljivo zemeljske vzorce oblakov, ki spominjajo na tiste v tropskih regijah našega planeta.
Dve kameri na krovu mars express – Kamera za vizualno spremljanje (VMC) in Stereo kamera visoke ločljivosti (HRSC) – skupaj s kamero MARCI na krovu NASA-jevega Mars Reconnaissance Orbiterja je posnela nevihte iz orbite.
Zaporedje slik VMC prikazuje, kako nevihte kažejo ponavljajoče se cikle rasti in izginotja v dneh. Širši pogledi slik HRSC jasno kažejo spiralne strukture. Spirale, ki segajo od 1000 do 2000 km, imajo enako genezo zunajtropskega ciklona kot tiste, ki jih vidimo na srednjih zemljepisnih širinah in zemljepisnih širinah.
Slike razkrivajo poseben pojav na marec. Kažejo, da so marsovske prašne nevihte sestavljene iz enakomerno razporejenih manjših oblačnih celic, razporejenih kot zrna ali kamenčki. Tekstura je vidna tudi v oblakih v Zemeljsko ozračje.
Zaporedje slik VMC prikazuje, kako nevihte kažejo ponavljajoče se cikle rasti in izginotja tekom dni. Širši pogledi slik HRSC jasno kažejo spiralne strukture. Spirale, ki segajo od 1000 do 2000 km, imajo enako genezo zunajtropskega ciklona kot tiste, ki jih vidimo na srednjih zemljepisnih širinah in zemljepisnih širinah.
Slike prikazujejo poseben Marsov pojav. Dokazujejo, da so marsovske prašne nevihte sestavljene iz manjših oblačnih celic, ki so enakomerno razporejene in razporejene kot zrna ali kamenčki. Oblaki v atmosferi Zemlje lahko opazimo tudi teksturo.
Konvekcija, kjer se vroč zrak dviga, ker je manj gost kot hladnejši zrak, ustvarja prepoznavne teksture. Ko se zrak dvigne v središču drobnih oblačnih celic, pride do te vrste konvekcije, znane kot zaprtocelična konvekcija. Vrzeli na nebu okoli celic oblakov so poti, po katerih hladnejši zrak potone pod vroč zrak, ki se dviga.
On Zemlja, je v dvigajočem se zraku prisotna voda, ki kondenzira in ustvarja oblake. Slike oblakov prahu iz Mars Expressa prikazujejo enak pojav, toda na Marsu so dvigajoči se zračni stebri sestavljeni iz prahu in ne iz vode. Zrak, poln prahu, segreje Sonce, zaradi česar se dvigne in tvori prašne celice. Območja tonečega zraka z manj prahu obdajajo celice. Posledica tega je zrnat vzorec, ki ga je mogoče videti tudi na slikah oblakov na Zemlji.
Znanstveniki so sledili gibanju celice znotraj slik, da bi izmerili hitrost vetra. Ugotovljeno je bilo, da veter piha nad elementi oblaka s hitrostjo do 140 km/h. S tem razširimo obliko celic v smeri vetra. Kljub kaotični in dinamični atmosferi Marsa in Zemlje narava ustvarja te urejene vzorce.
Colin Wilson, ESA-in znanstvenik projekta Mars Express, je dejal, »Ko razmišljamo o Marsu podobni atmosferi na Zemlji, bi zlahka pomislili na puščavo ali polarno regijo. Precej nepričakovano je torej, da lahko s sledenjem kaotičnega gibanja prašnih neviht potegnemo vzporednice s procesi, ki se dogajajo v vlažnih, vročih in nedvomno zelo nepodobnih tropskih regijah Zemlje.«
Fotografije VMC so omogočile merjenje nadmorske višine oblakov prahu, kar je pomembno odkritje. Višina oblakov nad marsovsko površje se določi z merjenjem dolžine senc, ki jih mečejo, in združevanjem teh informacij z znanjem o položaju Sonca. Ugotovitve so pokazale, da se lahko prah dvigne 6–11 km nad površino in da imajo celice pogosto vodoravni premer 20–40 km.
Agustín Sánchez-Levaga z Universidad del País Vasco UPV/EHU (Španija), ki vodi znanstveno ekipo VMC in je glavni avtor prispevka, je dejal, "Kljub nepredvidljivemu obnašanju prašnih neviht na Marsu in močnim sunkom vetra, ki jih spremljajo, smo videli, da se znotraj njihove kompleksnosti lahko pojavijo organizirane strukture, kot so fronte in vzorci celične konvekcije."
»Tako organizirana celična konvekcija ni edinstvena le za Zemljo in Mars; opazovanja Venerinega ozračja z Venus Expressom verjetno kažejo podobne vzorce. Naše delo na Marsovi suhi konvekciji je nadaljnji primer vrednosti primerjalnih študij podobnih pojavov, ki se pojavljajo v planetarni atmosferi, da bi bolje razumeli mehanizme, na katerih temeljijo v različnih pogojih in okoljih.«
Referenca dnevnika:
- A. Sánchez-Lavega et al. Celični vzorci in suha konvekcija v teksturiranih prašnih nevihtah na robu Severne polarne kapice Marsa. Icarus. DOI: 10.1016/j.icarus.2022.115183
