Po dekadach pracy nad próbą wyodrębnienia różnych form marsjańskich zamieci pyłowych ze zdjęć powierzchni planety, okazuje się, że można to zrobić dzięki pomiarom temperatury atmosfery Marsa.

Temperatura zarejestrowana przez Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), podczas ostatnich 6 lat marsjańskich (ok. 12 lat na Ziemi) odsłania formę 3 typów potężnych pyłowych burz sezonowych. Występują one co roku, mniej więcej w tym samym okresie – wiosny i lata na półkuli południowej.

David Kass, odpowiedzialny za obsługę i analizę danych zebranych przez instrument Mars Climate Sounder na pokładzie sondy, opowiada, że dopiero po obejrzeniu struktury temperaturowej zamiast zdjęć pyłu, w końcu można było dostrzec jakąś regularność w burzach. Twierdzi, że rozpoznanie wzorca w występowaniu lokalnych zamieci jest krokiem ku zrozumieniu fundamentalnych właściwości atmosfery, kontrolujących te zjawiska. “Nadal musimy się wiele dowiedzieć, ale to daje nam dobry start.”

Istnieje bezpośredni związek pomiędzy pyłem wzniesionym przez wiatr a temperaturą atmosfery na Marsie. Pył absorbuje światło słoneczne, przez co zapylone powietrze nagrzewa się bardziej niż czyste. W niektórych przypadkach różnica w temperaturze między czystym a zanieczyszczonym powietrzem może sięgać nawet 35oC. Ocieplenie może również wpłynąć na globalne rozmieszczenie wiatrów, co może skutkować ruchami, które ogrzeją powietrze spoza regionów zamieci pyłowych.

Udoskonalenie umiejętności przewidywania na wysoką skalę potencjalnie niebezpiecznych zamieci przyniosłoby korzyści w postaci danych, które miałyby wpływ na planowanie bezpiecznych misji na powierzchni Czerwonej Planety, zarówno dla robotów jak i ludzi. Rozpoznanie formy i kategorii burzy jest też pomocne w zrozumieniu jak sezonowe, lokalne zjawiska wpływają na pogodę na całej planecie w ciągu roku marsjańskiego.

NASA obsługuje orbitery na Marsie nieprzerwanie od 1997r. Instrumenty: Thermal Emission Spectrometer znajdujący się na sondzie Mars Global Surveyor (czynna w latach 1997-2006) oraz Mars Climate Sounder na MRO (dotarł do Marsa w 2006r.) przeprowadzały obserwacje w podczerwieni, aby oszacować temperaturę atmosfery. Kass oraz współautorzy raportu dotyczącego odkryć związanych z zamieciami pyłowymi, przeanalizowali dane reprezentujące szeroką warstwę atmosfery, znajdującą się ok. 25km nad powierzchnią Marsa. Jest ona na tyle wysoko, by znalazła się bardziej pod wpływem burz regionalnych niż lokalnych.

Większość marsjańskich burz obejmuje obszar mniejszy niż 2000km i rozprasza się w przeciągu kilku dni. Niektóre jednak stają się zjawiskiem regionalnym, występującym na obszarze do 1/3 powierzchni planety i utrzymującym się nawet do 3 tygodni. Może się zdarzyć, że pokryją nawet całą południową półkulę. Od 1997r. tylko dwukrotnie zamieć spowiła całą planetę. Zachowanie ogromnych zamieci pyłowych nie jest do końca przejrzyste, więc lata, kiedy wystąpiły, nie zostały uwzględnione w nowej analizie.

Wykres pokazuje dane temperatury atmosfery związane z sezonowością w występowaniu dużych, regionalnych zamieci pyłowych. Dane zostały zebrane przez MRO w ciągu połowy roku marsjańskiego w latach 2012-2013. Jest to temperatura dzienna warstwy atmosfery znajdującej się na wysokości 25km nad powierzchnią Czerwonej Planety.

Największe regionalne burze zostały podzielone na 3 typy: A, B i C. Pojawiały się one co roku w czasie 6 lat marsjańskich, kiedy to prowadzono obserwacje.

Wiele małych burz formuje się w okolicy bieguna północnego Czerwonej Planety w sezonie jesiennym na tamtej półkuli. Przypominają one ziemskie burze arktyczne, które w sezonie zimowym nawiedzają głównie Amerykę Północną, ale też i Europę. “Na Marsie niektóre z nich przemieszczają się dalej na południe” informuje Kass. “Jeśli wkroczą na południową półkulę, gdzie jest środek wiosny, ocieplają się i mogą zamienić się w dużo większą zamieć pyłową typu A.”

Wiosna i lato na południu Marsa są dużo cieplejsze niż na północy. Wynika to z ekscentryczności orbity. Planeta znajduje się najbliżej Słońca właśnie w czasie sezonu wiosennego na południowej półkuli. Już dawno stwierdzono, że w tym okresie stężenie pyłu w atmosferze jest największe, mimo że nie była jeszcze znana szczegółowa forma zamieci. Kiedy burza typu A przemieści się na południe, oświetlony pył powoduje ogrzanie się atmosfery, wpływa to na wzrost prędkości wiatrów. Kiedy nabierają one na sile mogą wznieść większe ilości pyłu, co zwiększa obszar i pionowy zasięg zamieci.

W przeciwieństwie do typy A, burze typu B powstają blisko bieguna południowego na początku lata. Możliwe jest, że pochodzą od wiatrów generowanych na krawędzi wycofującej się pokrywy lodowej. Liczne zamiecie tego typu mogą przyczynić się do powstania regionalnych mgieł.

Typ C występuje na biegunie północnym, kiedy umilkną burze typu B, i przemieszcza się tak samo jak typ A. Siła zamieci każdego typu zmienia się rocznie w zależności od temperatury i czasu trwania, ale to ten ostatni typ ewoluuje najgwałtowniej.

Autor

Anna Wizerkaniuk
Anna Wizerkaniuk

Redaktor portalu astronomicznego AstroNET, członek Zarządu Klubu Astronomicznego Almukantarat