Весняний сезон у північній півкулі Марса характеризується багатою динамічною активністю атмосфери. Ця активність відбувається на краю полярної шапки, про що часто свідчить наявність місцевих пилових бур.
Нове дослідження глибше занурюється в два марсіанські пилові бурі що відбулося поблизу марсіанського Північного полюса в 2019 році. Візерунки хмар напрочуд схожі на земні, що вказує на схожі процеси формування.
Mars Express ESA спостерігав за штормами навесні на Північному полюсі. Було виявлено, що Марс створює напрочуд схожі на Землю структури хмар, які нагадують хмари в тропічних регіонах нашої планети.
Дві камери на борту Mars Express – Камера візуального моніторингу (VMC) і Стереокамера високої роздільної здатності (HRSC) – разом із камерою MARCI на борту Mars Reconnaissance Orbiter NASA знімали шторми з орбіти.
Послідовність зображень VMC демонструє, як шторми демонструють повторювані цикли зростання та зникнення протягом днів. Більш широкі види зображень HRSC чітко показують спіральні структури. Спіралі, які мають діапазон від 1000 до 2000 км, мають той самий позатропічний генезис циклону, що й ті, що спостерігаються в середніх широтах і широтах Землі.
Зображення розкривають певне явище на березня. Вони показують, що марсіанські пилові бурі складаються з рівномірно розташованих менших хмарних клітин, розташованих як зерна або камінці. Текстура також помітна в хмарах Атмосфера Землі.
Послідовність зображень VMC демонструє, як шторми демонструють повторювані цикли зростання та зникнення протягом днів. Більш широкі види зображень HRSC чітко показують спіральні структури. Спіралі, які мають діапазон від 1000 до 2000 км, мають той самий позатропічний генезис циклону, що й ті, що спостерігаються в середніх широтах і широтах Землі.
Зображення показують конкретне марсіанське явище. Вони демонструють, що марсіанські пилові бурі складаються з менших клітин хмар, рівномірно розташованих одна від одної та розташованих у вигляді зерен або камінців. Також видно, що хмари в атмосфері Землі мають текстуру.
Конвекція, коли гаряче повітря піднімається вгору, оскільки воно менш щільне, ніж холодніше, створює впізнавані текстури. Коли повітря піднімається в центр крихітних комірок хмари, виникає цей тип конвекції, відомий як конвекція із закритими комірками. Проміжки неба навколо хмарних осередків є шляхами, через які холодніше повітря опускається нижче гарячого повітря, що піднімається.
On Земля, у повітрі, що піднімається, є вода, яка конденсується, утворюючи хмари. Зображення пилових хмар, зроблені Mars Express, демонструють те саме явище, але на Марсі повітряні стовпи, що піднімаються, складаються з пилу, а не з води. Наповнене пилом повітря нагрівається Сонцем, що змушує його підніматися вгору та утворювати пилові клітини. Навколо комірок розташовані зони тонучого повітря з меншим вмістом пилу. Це призводить до зернистого малюнка, який також можна побачити на зображеннях хмар на Землі.
Вчені відстежували рух клітини на зображеннях, щоб виміряти швидкість вітру. Встановлено, що вітер дме над хмарами зі швидкістю до 140 км/год. Це розширює форму комірок у напрямку вітру. Незважаючи на хаотичну та динамічну атмосферу Марса та Землі, природа створює ці впорядковані моделі.
Колін Вілсон, науковий співробітник проекту ESA Mars Express, сказав: «Коли думати про атмосферу на Землі, схожу на Марс, можна легко подумати про пустелю чи полярний регіон. Тому досить несподівано, що шляхом відстеження хаотичного руху пилових бур можна провести паралелі з процесами, які відбуваються у вологих, жарких і, безумовно, дуже несхожих на Марс тропічних регіонах Землі».
Фотографії VMC дозволили виміряти висоту пилових хмар, що є значним відкриттям. Висота хмар над марсіанська поверхня визначається шляхом вимірювання довжини тіні, яку вони відкидають, і поєднання цієї інформації зі знанням положення Сонця. Висновки показали, що пил може підніматися над поверхнею на 6-11 км і що клітини часто мають горизонтальний діаметр 20-40 км.
Агустін Санчес-Левага з Universidad del País Vasco UPV/EHU (Іспанія), який очолює наукову групу VMC і є головним автором статті, сказав, «Незважаючи на непередбачувану поведінку пилових бур на Марсі та сильні пориви вітру, які їх супроводжують, ми побачили, що в їх складності можуть виникати організовані структури, такі як фронти та стільникові конвекційні моделі».
«Така організована клітинна конвекція не є унікальною для Землі та Марса; Спостереження венерианської атмосфери за допомогою Venus Express, можливо, демонструють подібні закономірності. Наша робота над сухою конвекцією Марса є ще одним прикладом цінності порівняльних досліджень подібних явищ, що відбуваються в планетарних атмосферах, щоб краще зрозуміти механізми, що лежать в їх основі в різних умовах і середовищах».
Довідка з журналу:
- A. Sánchez-Lavega та ін. Стільникові структури та суха конвекція в текстурованих пилових бурях на краю Північної полярної шапки Марса. Ікар. DOI: 10.1016/j.icarus.2022.115183
