Τα ίχνη του διαβόλου σκόνης. Πιστωτική εικόνα: NASA / JPL. Κάντε κλικ για μεγέθυνση
Αχ, καλοκαίρι του Άρη! Τέλος, οι μέρες είναι μεγάλες, όπως στην παλιά γη. Και οι πρωινές ρουκέτες της ημέρας φτάνουν μέχρι και τα βολικά 20? C (68? F) από τη χαμηλή νύχτα το καλοκαίρι των -90? C (-130? F), που σημαίνει ότι εσείς και οι άλλοι αστροναύτες σας μπορείτε να ζεστάνετε τα μηχανήματά σας νωρίτερα για να πάρετε μια καλή αρχή στις εξορυκτικές επιχειρήσεις.
Οι διάβολοι σκόνης στον Άρη σχηματίζουν τον ίδιο τρόπο που κάνουν στις ερήμους της Γης. «Χρειάζεστε ισχυρή θέρμανση επιφάνειας, έτσι ώστε το έδαφος να μπορεί να ζεσταθεί από τον αέρα πάνω από αυτό», εξηγεί ο Lemmon. Ο θερμαινόμενος λιγότερο πυκνός αέρας κοντά στο έδαφος ανεβαίνει, διαπερνώντας το στρώμα του ψυχρότερου πυκνότερου αέρα. Οι αυξανόμενοι λοφίοι ζεστού αέρα και οι πτώσεις δροσερού αέρα αρχίζουν να κυκλοφορούν κατακόρυφα σε κυψέλες μεταφοράς. Τώρα, αν μια οριζόντια ριπή ανέμου φυσάει, "γυρίζει τα κυψελωτά κύτταρα στις πλευρές τους, έτσι αρχίζουν να περιστρέφονται οριζόντια, σχηματίζοντας κάθετες στήλες - και ξεκινώντας έναν διάβολο σκόνης."
Ο ζεστός αέρας που ανεβαίνει στο κέντρο της στήλης ενισχύει τον αέρα που στροβιλίζεται όλο και πιο γρήγορα - αρκετά γρήγορα για να αρχίσει να παίρνει άμμο. Η άμμος ξεσκονίζει το έδαφος και στη συνέχεια αποσπά τη λεπτή σκόνη από αλεύρι και η κεντρική στήλη των καυτών αυξανόμενων αιωρούμενων σημαδιών που ξεσκονίζει ψηλά. Μόλις οι επικρατούσες οριζόντιοι άνεμοι αρχίσουν να σπρώχνουν το διάβολο της σκόνης στο έδαφος, κοιτάξτε έξω!
«Αν στέκεστε δίπλα στο πνεύμα του πνεύματος αυτή τη στιγμή [στον Κρατήρα Gusev] στη μέση της ημέρας, μπορεί να δείτε μισές δωδεκάδες διάβολους σκόνης», λέει ο Lemmon. Κάθε Άρεια της άνοιξης ή της καλοκαιρινής ημέρας, οι διάβολοι σκόνης αρχίζουν να εμφανίζονται περίπου στις 10 π.μ. καθώς το έδαφος θερμαίνεται και αρχίζει να μειώνεται περίπου στις 3 μ.μ. καθώς το έδαφος κρυώνει (η ηλιακή ημέρα του Άρη 24 ωρών 39 λεπτά είναι μόνο 39 λεπτά μεγαλύτερη από τη Γη). Αν και η ακριβής συχνότητα και η διάρκεια των μαρκών σκόνης του Άρη είναι άγνωστη, φωτογραφίες από τον Mars Global Surveyor σε τροχιά αποκαλύπτουν αμέτρητα ίχνη περιπλάνησης σε όλα τα γεωγραφικά πλάτη του πλανήτη. Αυτά τα ίχνη διασχίζουν την επιφάνεια όπου οι διάβολοι σκόνης έχουν καθαρίσει το χαλαρό επιφανειακό υλικό για να αποκαλύψουν διαφορετικά χρώματα εδάφους από κάτω.
Επιπλέον, οι πραγματικοί διάβολοι σκόνης έχουν φωτογραφηθεί από τροχιά - μερικοί από αυτούς έχουν μήκος έως 1 έως 2 χιλιόμετρα στη βάση τους και (από τις σκιές τους) σαφώς υψόμετρο ύψους 8 έως 10 χιλιομέτρων.
Αυτό που ίντριγκες από τον Farrell από το να κυνηγήσει τους διαβόλους σκόνης στην έρημο της Αριζόνα, ωστόσο, είναι το παράξενο γεγονός ότι οι επίγειοι διάβολοι σκόνης είναι ηλεκτρικά φορτισμένοι - και μπορεί να είναι και οι διάβολοι του Άρη.
Οι διάβολοι σκόνης παίρνουν το φορτίο τους από κόκκους άμμου και σκόνης που τρίβονται μαζί στον ανεμοστρόβιλο. Όταν ορισμένα ζεύγη αντίθετων υλικών τρίβονται μεταξύ τους, ένα υλικό παραδίδει μερικά από τα ηλεκτρόνια του (αρνητικά φορτία) στο άλλο υλικό. Ένας τέτοιος διαχωρισμός των ηλεκτρικών φορτίων ονομάζεται τριβοηλεκτρική φόρτιση, το πρόθεμα «τριβό» (προφέρεται TRY-bo) που σημαίνει «τρίψιμο». Το Triboelectric φόρτιση κάνει τα μαλλιά σας σταματημένα όταν τρίβετε ένα μπαλόνι στο κεφάλι σας. Η σκόνη και η άμμος, όπως το πλαστικό και τα μαλλιά, σχηματίζουν ένα τριβοηλεκτρικό ζεύγος. (Η σκόνη και η άμμος δεν είναι απαραιτήτως κατασκευασμένα από τα ίδια πράγματα, σημειώνει ο Lemmon, επειδή "η σκόνη μπορεί να φυσηθεί από οπουδήποτε.") Μικρότερα σωματίδια σκόνης τείνουν να φορτίζουν αρνητικά, απομακρύνοντας τα ηλεκτρόνια από τους μεγαλύτερους κόκκους άμμου.
Επειδή η ανερχόμενη κεντρική στήλη ζεστού αέρα που τροφοδοτεί τον διάβολο σκόνης μεταφέρει την αρνητικά φορτισμένη σκόνη προς τα πάνω και αφήνει τη βαρύτερη θετικά φορτισμένη άμμο να στροβιλίζεται κοντά στη βάση, τα φορτία διαχωρίζονται, δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό πεδίο. «Στη Γη, με όργανα μετρήσαμε ηλεκτρικά πεδία της τάξης των 20 χιλιάδων βολτ ανά μέτρο (20 kV / m)», λέει ο Farrell. Αυτά είναι τα φιστίκια σε σύγκριση με τα ηλεκτρικά πεδία των επίγειων καταιγίδων, όπου η αστραπή δεν αναβοσβήνει έως ότου τα ηλεκτρικά πεδία γίνουν 100 φορές μεγαλύτερα - αρκετά για να ιονίσουν (διασπαστούν) μόρια αέρα.
Αλλά μόνο 20 kV / m "είναι πολύ κοντά στην κατανομή της λεπτής αττικής ατμόσφαιρας", επισημαίνει ο Farrell. Το πιο σημαντικό είναι ότι οι διάβολοι του Άρη είναι πολύ μεγαλύτεροι από τους επίγειους ομολόγους τους που η αποθηκευμένη ηλεκτρική τους ενέργεια μπορεί να είναι πολύ υψηλότερη. «Πώς θα ξεφορτώνονταν αυτά τα πεδία;» ρωτάει. «Θα είχες αστραπή Αριανού μέσα στους διαβόλους σκόνης;» Ακόμα κι αν δεν συμβαίνει συνήθως αστραπή φυσικά, η παρουσία ενός αστροναύτη ή ενός αναβάτη ή ενός βιότοπου μπορεί να προκαλέσει νηματικές εκκενώσεις ή τοπικό τόξο. «Το πράγμα που πρέπει πραγματικά να προσέξετε είναι γωνίες, όπου τα ηλεκτρικά πεδία μπορούν να γίνουν πολύ δυνατά», προσθέτει. "Ίσως θέλετε να κάνετε το όχημα ή το περιβάλλον σας στρογγυλεμένο."
Ένα άλλο ζήτημα για τους αστροναύτες στον Άρη θα ήταν «το ραδιόφωνο στατικό, καθώς οι φορτισμένοι κόκκοι χτύπησαν κεραίες γυμνού σύρματος», προειδοποιεί ο Φάρελ. Και αφού ο διάβολος της σκόνης πέρασε και έφυγε, ένα διαρκές αναμνηστικό από το πέρασμα του θα ήταν μια αυξημένη πρόσφυση σκόνης σε διαστημικές στολές, οχήματα και ενδιαιτήματα μέσω ηλεκτροστατικής προσκόλλησης - το ίδιο φαινόμενο που αναγκάζει τις κάλτσες να κολλήσουν μαζί όταν τραβηχτούν από ρούχα στεγνωτήριο - καθιστώντας δύσκολη την εκκαθάριση πριν από την επανένταξη ενός οικοτόπου.
Επειδή οι διάβολοι της Αριανής σκόνης μπορούν να υψώσουν ύψος 8 έως 10 χιλιομέτρων, οι πλανητικοί μετεωρολόγοι πιστεύουν τώρα ότι οι διάβολοι ενδέχεται να είναι υπεύθυνοι για τη ρίψη τόσο πολύ σκόνης στην ατμόσφαιρα του Άρη. Είναι σημαντικό για τους αστροναύτες, ότι η σκόνη μπορεί να φέρει αρνητικά φορτία και στην ατμόσφαιρα. Η φόρτιση στην κορυφή της καταιγίδας θα μπορούσε να αποτελέσει κίνδυνο για έναν πύραυλο που απογειώνεται από τον Άρη, όπως συνέβη στον Απόλλωνα 12 τον Νοέμβριο του 1969 όταν ανέβηκε από τη Φλόριντα κατά τη διάρκεια καταιγίδας: η εξάτμιση πυραύλων ιονίστηκε ή έσπασε τα μόρια του αέρα, αφήνοντας ένα ίχνος φορτισμένων μορίων μέχρι το έδαφος, πυροδοτώντας έναν κεραυνό που έπληξε το διαστημικό σκάφος.
«Οι πρώτοι θαλάσσιοι ναυτικοί, όπως ο Κολόμβος, κατάλαβαν ότι τα πλοία τους έπρεπε να σχεδιαστούν για ακραίες καιρικές συνθήκες», επισημαίνει ο Farrell. "Για να σχεδιάσουμε μια αποστολή στον Άρη, πρέπει να γνωρίζουμε τα άκρα του καιρού του Άρη - και αυτά τα άκρα φαίνεται να έχουν τη μορφή καταιγίδων σκόνης και διαβόλων."
Αρχική πηγή: Δελτίο Τύπου της NASA
