Uz Zemes mākoņi veidojas, kad no gaisa kondensējas pietiekami daudz ūdens pilienu. Šiem pilieniem ir nepieciešams niecīgs putekļu vai jūras sāls gabaliņš, ko sauc par kondensācijas kodolu. Zemes atmosfērā šie sīkie putekļu plankumi nonāk augstu atmosfērā, kur tie izraisa mākoņu veidošanos. Bet uz Marsa?
Marsam notiek kaut kas cits.
Planētu zinātnieki jau ilgu laiku ir novērojuši mākoņus Marsa vidējā atmosfērā. Vidējā atmosfēra sākas apmēram 30 km (18 jūdzes) virs virsmas. Bet zinātnieki nekad nav novērojuši putekļu daļiņas, kas vajadzīgas mākoņu iesēšanai tajā atmosfēras daļā.
Jauns pētījums saka, ka meteorītiem ir liela loma mākoņu veidošanās ierosināšanā.
“Mākoņi neveidojas paši par sevi,” sacīja Viktorija Hārtvika, CU Boulder atmosfēras un kosmosa fizikas laboratorijas studente un galvenā darba autore. "Viņiem ir vajadzīgs kaut kas, uz ko viņi var kondensēties."
Katru dienu Marsa atmosfērā nonāk apmēram trīs tonnas putekļu. Putekļi no meteoriem izdalās aptuveni 80–90 km (50–56 jūdzes) augstumā. Daži no tiem koagulējas daļiņās, kas ir pietiekami lielas, lai darbotos kā kondensācijas kodoli. Saskaņā ar pētījumu, uz šiem kodoliem veidojas ūdens ledus mākoņi, veidojot mākoņus, kas novēroti Marsa vidējā atmosfērā.
Šī pētījuma atslēga nāk no NASA kosmosa kuģa MAVEN (Marsa atmosfēra un gaistošā evolūcija). MAVEN atklāja meteoru putekļus caurstrāvojošos slāņos augstu Marsa atmosfērā. Saskaņā ar rakstu, tas "norāda uz nepārtrauktu meteorisko dūmu daļiņu piegādi, kas nosēžas zemākā augstumā".
Hārtvika un viņas komanda ķērās pie Marsa atmosfēras datorsimulācijām, lai noskaidrotu, kādu lomu šie augstkalnu meteoru putekļi spēlēja mākoņu veidošanā. Simulācija tika izstrādāta, lai atdarinātu plūsmu un turbulenci Marsa atmosfērā.
Kad viņi iekļāva šīs trīs tonnas starpplanētu putekļu, simulācijas parādīja, ka mākoņi parādās tur, kur zinātnieki tos novēro. Modelis to nekad agrāk nebija parādījis.
"Mūsu modelis iepriekš nevarēja veidot mākoņus šajos augstumos," paziņojumā presei sacīja Hārtviks. "Bet tagad viņi visi ir klāt, un šķiet, ka viņi atrodas visās pareizajās vietās."
Protams, uz Marsa mākoņi ir daudz atšķirīgi. Tā kā tādi zemes mākoņi kā cumulonimbus, kas pazīstami arī kā pērkona galviņas vai laku mākoņi, padara to saistību ar klimatu un laikapstākļiem acīmredzamu, Marsa mākoņi ir atšķirīgi. Tās veido kā plānas, viskija ledus kristālu kolekcijas. Bet tas nenozīmē, ka viņiem nav nozīmes Marsa klimatā.
Pētījums parādīja, ka šiem viskvēlīgajiem Marsa vidējās atmosfēras mākoņiem var būt liela ietekme uz klimatu. Marsa mākoņi var izraisīt augstkalnu temperatūras paaugstināšanos līdz pat 10 grādiem pēc Celsija (18 grādiem pēc Fārenheita).
Šajā pētījumā ir vairāk sasniedzami rezultāti nekā vienkārša mākoņu veidošanās. Simulācija arī parādīja, ka meteoriskie putekļi izraisa polāro kapuces mākoņu nonākšanu atmosfērā augstāk. Tas arī parāda, ka sezonālā Hadlija šūna ir novājināta.
Tas ir nozīmīgi tāpēc, ka Hadlija šūna spēlē Marsu. Hadlija šūna ir atmosfēras cirkulācijas zema platuma shēma, kurā gaiss tiek sildīts pie ekvatora, liekot tai pacelties. Siltais gaiss tiek virzīts pret poliem, un, braucot tam, tas atdziest un atkal nolaižas. Tātad, ja šie meteoru putekļu iedvesmotie mākoņi vājina Hadlija šūnu, tad šīm trim tonnām putekļu ir pārāk liela ietekme uz klimatu.
Braiens Toons, viens no trim pētījuma autoriem, ir arī no Kolorādo universitātes Atmosfēras un okeāna zinātņu departamenta (ATOC). Viņš domā, ka šis pētījums paver logu Marsa pagātnes klimatam un tam, kā planētas virsmā bija šķidrs ūdens.
"Arvien vairāk klimata modeļu atklāj, ka seno Marsa klimatu, kad upes plūda pāri tā virsmai un varēja būt radusies dzīvība, sasildīja augstkalnu mākoņi," sacīja Toons. "Iespējams, ka šis atklājums kļūs par galveno šīs Marsa sasilšanas idejas sastāvdaļu."
Mums ir tendence domāt par planētas laikapstākļiem kā galvenokārt iekšēju sistēmu, kas, protams, nav saules gaisma. Bet šis pētījums parāda, ka notikumiem planētas vidē - pašā Saules sistēmā - var būt liela ietekme uz laika apstākļiem.
"Mēs esam pieraduši domāt par Zemi, Marsu un citiem ķermeņiem, jo šīs ir patiešām autonomās planētas, kas nosaka viņu pašu klimatu," sacīja Hartviks. "Bet klimats nav neatkarīgs no apkārtējās Saules sistēmas."
Raksts tiek dēvēts par “Liela augstuma ūdens ledus mākoņu veidošanos uz Marsa, ko kontrolē starpplanētu putekļu daļiņas”. Autori ir Viktorija Hartvika, Braiens Toons un Nikolass Heavens no Hemptonas universitātes Virdžīnijā. Šis raksts tika publicēts žurnālā Nature Geoscience.
Avoti:
- Preses relīze: Meteori palīdz Marsa mākoņiem veidoties
- Pētniecības raksts: Augsta augstuma ūdens ledus mākoņu veidošanās uz Marsa, ko kontrolē starpplanētu putekļu daļiņas
- Arizonas štata universitāte: Marsa vējš
- Žurnāls Kosmoss: Vai Cirrus mākoņi palīdzēja agrīnajā Marsā uzturēt siltu un mitru?
