Zemlja i Mars imaju znatno različite atmosfere. Suha, hladna atmosfera Marsa sastoji se gotovo isključivo od ugljičnog dioksida, dok je Zemljina bogata dušikom i kisikom. Atmosferska gustoća na Marsu manja je od jedne pedesetine gustoće Zemljine atmosfere, što je ekvivalentno gustoći koja se nalazi na oko 35 km iznad Zemljine površine.
Unatoč navedenim razlikama, znanstvenici su otkrili da su uzorci oblaka na Marsu iznenađujuće slični onima na Zemlji, što ukazuje na slične procese njihovog formiranja.
Nova znanstvena studija stoga je dublje proučila dvije pješčane oluje koje su se dogodile u blizini marsovskog Sjevernog pola 2019. godine. Oluje su praćene tijekom proljeća na Sjevernom polu, u vrijeme kada se lokalne oluje obično događaju oko ledene kape koja se povlači.
Dva orbitera, tri "oka" na misiji promatranja iznad Marsa
Dvije kamere na Mars Expressu – Kamera za vizualni nadzor (VMC) i Stereo kamera visoke rezolucije (HRSC), zajedno s MARCI kamerom na NASA-inom Mars Reconnaissance Orbiteru, snimile su te dvije oluje iz orbite Crvenog planeta.
Niz slika s VMC kamere pokazuje da se čini kako oluje rastu i nestaju u ponovljenim ciklusima tijekom razdoblja od nekoliko dana, pokazujući zajedničke značajke i oblike. Spiralni oblici su posebno vidljivi u širim prikazima slika HRSC kamere. Spirale su dugačke između 1000 i 2000 kilometara, a njihovo porijeklo je isto kao i kod izvantropskih ciklona opaženih u srednjim i polarnim širinama na Zemlji.
Snimke otkrile fenomen
Snimljene slike otkrivaju određeni fenomen na Marsu, odnosno pokazuju da se marsovske pješčane oluje sastoje od pravilno raspoređenih manjih oblačnih stanica, raspoređenih poput zrnaca ili kamenčića. Ista tekstura se također vidi u oblacima u Zemljinoj atmosferi. Te teksture nastaju konvekcijom, pri čemu se vrući zrak diže jer je manje gustoće od hladnijeg zraka oko sebe. Tip konvekcije koji se ovdje promatra naziva se konvekcija zatvorenih ćelija, kada se zrak diže u središte malih oblačnih džepova ili ćelija. Praznine na nebu oko ćelija oblaka čine puteve kojim hladniji zrak tone ispod vrućeg zraka koji se diže.
Na Zemlji, zrak koji se diže sadrži vodu koja se kondenzira stvarajući oblake. Oblaci prašine snimljeni kamerom Mars Expressa pokazuju isti proces, ali na Marsu stupovi zraka koji se dižu sadrže prašinu, a ne vodu. Sunce zagrijava zrak pun prašine uzrokujući njegovo podizanje i stvaranje prašnjavih ćelija. Stanice su okružene područjima tonućeg zraka koja imaju manje prašine. To dovodi do zrnatog uzorka koji se također vidi na slici oblaka na Zemlji.
Nove sličnosti sa Zemljom
Praćenjem kretanja tih oblačnih stanica u nizu slika može se izmjeriti i brzina vjetra. Vjetar puše preko oblika oblaka brzinom do 140 km/h, uzrokujući izduživanje oblika ćelija u smjeru vjetra.
Kad razmišljate o atmosferi nalik Marsu na Zemlji, lako se može pomisliti na suhu pustinju ili polarnu regiju. Prilično je neočekivano da se kroz praćenje kaotičnog kretanja oluja prašine mogu povući paralele s procesima koji se odvijaju u Zemljinim vlažnim, vrućim tropskim regijama koje izrazito ne liče na okoliš na Marsu, ističe Colin Wilson iz ESA-e.
Jedan ključni uvid koji su omogućile slike s VMC kamere, jest mjerenje nadmorske visine oblaka prašine. Duljina sjena koje bacaju se mjeri i kombinira sa znanjem o položaju Sunca kako bi se izmjerila visina oblaka iznad površine Marsa. Rezultati su otkrili da prašina može dosegnuti otprilike visinu od 6-11 kilometara iznad tla, a ćelije imaju tipične vodoravne dužine od 20-40 kilometara.
Unatoč nepredvidivom ponašanju oluja prašine na Marsu i jakim udarima vjetra koji ih prate, vidjeli smo da se unutar njihove složenosti mogu pojaviti organizirane strukture kao što su fronte i obrasci stanične konvekcije, pojašnjava vodeći autor studije Agustín Sánchez-Levaga sa španjolskog Sveučilišta Universidad del País Vasco UPV/EHU i voditelj VMC znanstvenog tima.
No, organizirana stanična konvekcija nije jedinstvena samo za Zemlju i Mars; promatranja Venerine atmosfere od strane Venus Expressa vjerojatno pokazuju slične uzorke.
Otkriće ključno za pomoć u daljnjim misijama na Crveni planet
Uz više učenja o tome kako planetarne atmosfere funkcioniraju, razumijevanje pješčanih oluja važno je za buduće misije na Mars. U ekstremnim slučajevima, oluje prašine mogu blokirati veliki dio sunčeve svjetlosti prema solarnim ćelijama rovera na površini Crvenog planeta. U 2018., oluja prašine planetarnih razmjera ne samo da je spriječila sunčevu svjetlost da dopre do površine, već je prašinom prekrila i solarne ploče NASA-inog rovera Opportunity. Oba ova čimbenika dovela su do gubitka električne energije rovera, čime je misija bila prekinuta.
Praćenje evolucije tih oluja na Marsu ključno je za pomoć u zaštiti budućih misija na solarni pogon te u konačnici i misija s ljudskom posadom, od tako moćnog prirodnog fenomena na Marsu.
Izvor: ESA
