Skąd gigantyczne burze na Marsie? Zrozumienie jest kluczowe dla przyszłych misji

To, że Mars potrafi pogrążyć się w burzach pyłowych na miesiące to skutek zaburzonej równowagi energetycznej - sugeruje nowe badanie opublikowane w czasopiśmie AGU Advances. Naukowcy uważają, że te zjawiska na Marsie są związane z kilkoma czynnikami, nie tylko wspomnianym nierównomiernym rozkładem energii słonecznej, ale także unikalnymi właściwościami atmosfery Czerwonej Planety.

Jak powstają burze pyłowe na Marsie?

Są one wywoływane przez kombinację niskiego ciśnienia atmosferycznego, intensywnego ogrzewania powierzchni przez Słońce oraz silnych wiatrów, które unoszą drobny pył w atmosferę. Szczególnie w okresach letnich na półkuli południowej. Jeśli warunki są sprzyjające, burze te mogą łączyć się w coraz większe systemy, aż w końcu obejmują całą planetę, trwając tygodnie lub nawet miesiące. Marsjański pył jest bardzo drobny i łatwo utrzymuje się w atmosferze, co dodatkowo wydłuża czas trwania burz i ogranicza dostęp światła słonecznego, co może mieć istotny wpływ na planowane misje kosmiczne - także te z udziałem ludzi - oraz potencjalne przyszłe osadnictwo na Marsie.

Rozkład energii słonecznej na Marsie jest kluczowy - ta planeta ma bardziej eliptyczną orbitę niż Ziemia, co sprawia, że ilość energii słonecznej, którą otrzymuje, mocno się zmienia w zależności od pory roku. Na Marsie nie ma też równowagi energetycznej tak jak na Ziemi. Nowe badania sugerują, że przyczyną tych burz może być nierównomierne pochłanianie energii słonecznej przez planetę. Szczególnie południowa półkula Marsa wiosną otrzymuje bardzo dużo energii, co może wywoływać burze pyłowe. W właśnie ta nierównowaga energetyczna ma według naukowców kluczowe znaczenie dla klimatu Marsa.

Planety i ich księżyce absorbują oraz oddają energię słoneczną, co przekłada się na bilans energetyczny zwany bilansem energii radiacyjnej (REB). Zjawisko to wpływa na warunki klimatyczne na ich powierzchniach i w atmosferach. Liming Li, fizyk z Uniwersytetu w Houston, cytowany przez Live Science, tłumaczył, że REB kształtuje klimat planet.

Naukowcy z uniwersytetów w USA, Hiszpanii i Korei Południowej wykorzystali dane dotyczące promieniowania podczerwonego i widzialnego, które powierzchnia Marsa emitowała i odbijała przez kilka lat. Posłużyli się danymi z Mars Global Surveyor NASA, a obserwacje te obejmowały pięć marsjańskich lat (około 10 lat ziemskich, ponieważ rok marsjański wynosi 687 dni ziemskich).

Badania wykazały, że gdy północna półkula Marsa doświadcza wiosny i lata, obszar wokół północnych szerokości geograficznych pochłania więcej energii niż emituje, tworząc "nadmiar energii" skupiony na biegunie północnym planety. Podobnie, podczas jesieni i zimy na półkuli północnej — wiosny i lata na półkuli południowej — ma miejsce odwrotna sytuacja, a nadmiar energii rozwija się w regionach bardziej wysuniętych na południe, chociaż jest silniejszy i przykrywa całą półkulę.

Nadwyżka energii, którą otrzymuje Mars, może również wywoływać globalne burze pyłowe - sugerują badania. Wraz z ocieplaniem się półkuli południowej ociepla się również warstwa cienkiej atmosfery Marsa, która się z nią styka. Naukowcy uważają, że tworzy to warunki, które mogą unosić cząsteczki pyłu, wywołując w ten sposób burze.