Burze pyłowe a ucieczka gazów z atmosfery Marsa

Źródło: University of Colorado at Boulder

Część ekspertów z optymizmem spogląda na burze pyłowe na Marsie, które w tym roku mogą być na tyle intensywne, że wypełnią niebo na całej powierzchni Czerwonej Planety. Tego typu zjawisko  na Marsie we współczesnej erze można zbadać lepiej niż kiedykolwiek wcześniej, dzięki całej armadzie sond krążących wokół Marsa.

Artykuł opublikowany w dniu dzisiejszym przypomina obserwacje wykonane przez sondę Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) podczas ostatniej globalnej burzy pyłowej na Marsie w 2007 roku. Okres ten wskazuje, że takie burze odgrywają rolę w ciągłym procesie ucieczki gazów z górnych warstw atmosfery, procesie  który dawno temu przemienił wilgotnego i cieplejszego Marsa w obecną suchą i mroźną planetę.

 

“Odkryliśmy wzrost obfitości pary wodnej w średnich warstwach atmosfery związany z burzami pyłowymi”mówi Nicholas Heavens z Hamptons University w Wirginii, główny autor raportu opublikowanego w Nature Astronomy. “Para wodna  jest wznoszona wraz z tą samą masą powietrza, która wznosi pył”.

Związek między obecnością pary wodnej w średnich warstwach atmosfery Marsa – na wysokości ok. 50-100 kilometrów – a ucieczką wodoru z górnych warstw atmosfery został dostrzeżony za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a oraz orbitera Mars Express, jednak głównie w latach charakteryzujących się brakiem dramatycznych zmian  powstałych wskutek globalnych burz pyłowych. W 2014 roku na orbitę Marsa weszła sonda MAVEN, której zadaniem jest badanie procesu ucieczki atmosferycznej.

“Nie byłoby dla nas zaskoczeniem pojawieniem się globalnej burzy pyłowej w tym roku, i bardzo cieszylibyśmy się z takiego zdarzenia” mówi David Kass z NASA Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie.

Nie wszystkich obserwatorów Marsa cieszy możliwość pojawienia się globalnej burzy pyłowej, bowiem może ona wpłynąć negatywnie na obecnie trwające misje. Dla przykładu łazik Opportunity zasilany słonecznie miałby problemy z dostawami odpowiedniej ilości energii słonecznej do swoich paneli, nadchodzący lądownik InSight musiałby być zostać ponownie skalibrowany, aby zapewnić bezpieczne wejście w atmosferę, opadanie i lądowanie na powierzchni Marsa w listopadzie; a wszystkie kamery na łazikach i orbiterach musiałyby zmagać się ze słabą widocznością.

 

Dekady obserwacji Marsa dokumentują powtarzające się liczne regionalne burze pyłowe podczas północnej wiosny i lata. W większości marsjańskich lat (które są niemal dwa razy dłuższe niż na Ziemi) wszystkie regionalne burze pyłowe z czasem się słabną i znikają nie rosnąc do poziomu globalnej burzy piaskowej. Mimo to takie potężne burze rejestrowano q 1977, 1982, 1994, 2001 i 2007 roku. Następny sezon burz pyłowych powinien rozpocząć się latem i potrwać aż do początku 2019 roku.

Mars Climate Sounder zainstalowany na pokładzie MRO może skanować atmosferę bezpośrednio wykrywając cząstki pyłu i lodu i pośrednio wykrywając obfitość pary wodnej na podstawie jej wpływu na temperaturę. Heavens oraz współautorzy nowego artykułu donoszą, że dane z radaru wskazują delikatny wzrost obfitości pary wodnej w średnich warstwach atmosfery podczas regionalnych burz pyłowych oraz znaczący skok wysokości osiąganej przez parę wodną w trakcie globalnej burzy pyłowej w 2007 roku. Wykorzystując niedawno udoskonalone metody analizy danych z 2007 roku badacze odkryli ponad stukrotny wzrost ilości pary wodnej w średnich warstwach atmosfery podczas tej globalnej burzy pyłowej.

Zanim sonda MAVEN dotarła do Marsa wielu naukowców oczekiwało, że dostrzeże ona raczej równomierne tempo utraty wodoru z górnych warstw atmosfery, a zmiany tempa wiązano wtedy ze zmianami intensywności wiatru słonecznego. Dane z sond MAVEN oraz Mars Express nie pasują jednak do tej teorii, a wskazują, że zmiany tempa utraty wodoru związane są bardziej z porami roku na Marsie niż z aktywnością słoneczną. Heavens wraz ze współautorami artykułu powiązali ilość pary wodnej w wyższych warstwach atmosfery z sezonowym tempem ucieczki wodoru z górnych warstw atmosfery. Obserwacje przeprowadzone za pomocą sondy MAVEN w trakcie globalnej burzy pyłowej mogą istotnie poprawić naszą wiedzę o jej związku z ucieczką gazów z atmosfery.

Źródło: University of Colorado at Boulder