Στη Γη, σύννεφα σχηματίζονται όταν αρκετά σταγονίδια νερού συμπυκνώνονται έξω από τον αέρα. Και αυτά τα σταγονίδια απαιτούν ένα μικρό κομμάτι σκόνης ή θαλασσινού αλατιού, που ονομάζεται πυρήνες συμπύκνωσης, για να σχηματιστούν. Στην ατμόσφαιρα της Γης, αυτά τα μικροσκοπικά στίγματα σκόνης είναι ψηλά στην ατμόσφαιρα όπου προκαλούν σχηματισμό σύννεφων. Αλλά στον Άρη;
Ο Άρης έχει κάτι άλλο.
Οι πλανητικοί επιστήμονες έχουν παρατηρήσει για πολλά χρόνια σύννεφα στη μεσαία ατμόσφαιρα του Άρη. Η μεσαία ατμόσφαιρα ξεκινά περίπου 30 χλμ. (18 μίλια) πάνω από την επιφάνεια. Ωστόσο, οι επιστήμονες δεν έχουν παρατηρήσει ποτέ τα σωματίδια σκόνης που είναι απαραίτητα για τη σπορά αυτών των σύννεφων σε αυτό το μέρος της ατμόσφαιρας.
Μια νέα μελέτη λέει ότι οι μετεωρίτες παίζουν ρόλο στην ενεργοποίηση του σχηματισμού των νεφών.
"Τα σύννεφα δεν σχηματίζονται μόνοι τους", δήλωσε η Βικτώρια Χάρτγουικ, φοιτήτρια στο Εργαστήριο Ατμοσφαιρικής και Διαστημικής Φυσικής στο CU Boulder, και επικεφαλής συγγραφέας της εφημερίδας. «Χρειάζονται κάτι στο οποίο μπορούν να συμπυκνωθούν».
Κάθε μέρα, περίπου τρεις τόνοι σκόνης εισέρχονται στην ατμόσφαιρα του Άρη. Η σκόνη αφαιρείται από μετεωρίτες σε υψόμετρο περίπου 80-90km (50-56 μίλια.) Μερικά από αυτά επαναπηγούνται σε σωματίδια αρκετά μεγάλα για να λειτουργήσουν ως πυρήνες συμπύκνωσης. Σύμφωνα με τη μελέτη, σχηματίζονται νέοι πάγου νερού σε αυτούς τους πυρήνες, δημιουργώντας τα σύννεφα που παρατηρούνται στη μέση ατμόσφαιρα του Άρη.
Ένα κλειδί για αυτήν τη μελέτη προέρχεται από το διαστημικό σκάφος MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) της NASA. Ο MAVEN ανίχνευσε τη σκόνη των μετεωρίτη σε διεισδυτικά στρώματα ψηλά στην ατμόσφαιρα του Άρη. Σύμφωνα με την εφημερίδα, αυτό «υποδηλώνει μια συνεχή παροχή μετεωρικών σωματιδίων καπνού που καταλήγουν σε χαμηλότερα υψόμετρα».
Η Hartwick και η ομάδα της στράφηκαν σε προσομοιώσεις υπολογιστών της ατμόσφαιρας του Άρη για να δουν τι ρόλο έπαιξε αυτή η σκόνη μετεωριτών μεγάλου υψομέτρου στο σχηματισμό νέφους. Η προσομοίωση σχεδιάστηκε για να μιμείται τη ροή και την αναταραχή στην ατμόσφαιρα του Άρη.
Μόλις περιλάμβαναν αυτόν τον 3 τόνους διαπλανητικής σκόνης, οι προσομοιώσεις έδειξαν σύννεφα να εμφανίζονται ακριβώς όπου τα παρατηρούν οι επιστήμονες. Το μοντέλο δεν το είχε δείξει ποτέ πριν.
"Το μοντέλο μας δεν μπορούσε να σχηματίσει σύννεφα σε αυτά τα υψόμετρα πριν", δήλωσε ο Χάρτγουικ σε δελτίο τύπου. "Αλλά τώρα, είναι όλοι εκεί και φαίνεται να είναι σε όλα τα σωστά μέρη."
Φυσικά στον Άρη, τα σύννεφα είναι πολύ διαφορετικά. Ενώ τα γήινα σύννεφα όπως το cumulonimbus, γνωστό και ως κεραυνό ή σύννεφα αμόνι, καθιστούν προφανή τη σύνδεσή τους με το κλίμα και τον καιρό, τα σύννεφα του Άρη είναι διαφορετικά. Σχηματίζονται ως λεπτές, ουίσκι συλλογές κρυστάλλων πάγου. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι δεν παίζουν ρόλο στο Αρειανό κλίμα.
Η μελέτη έδειξε ότι αυτά τα σύννεφα της μεσαίας ατμόσφαιρας του Άρη μπορούν να έχουν μεγάλο αντίκτυπο στο κλίμα. Τα σύννεφα του Αρειανού μπορούν να προκαλέσουν ταλάντωση σε υψηλό υψόμετρο έως και 10 βαθμούς Κελσίου (18 βαθμούς Φαρενάιτ).
Υπάρχουν ευρύτερα αποτελέσματα σε αυτήν τη μελέτη από τον απλό σχηματισμό νέφους. Η προσομοίωση έδειξε επίσης ότι η μετεωρική σκόνη αναγκάζει τα σύννεφα πολικής κουκούλας να φτάσουν ψηλότερα στην ατμόσφαιρα. Δείχνει επίσης ότι το εποχικό κύτταρο Hadley εξασθενεί.
Αυτό είναι σημαντικό λόγω του ρόλου που παίζει το κελί Hadley στον Άρη. Το κελί Hadley είναι ένα μοτίβο ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας χαμηλού γεωγραφικού πλάτους όπου ο αέρας θερμαίνεται στον ισημερινό, αναγκάζοντάς τον να ανέβει. Ο ζεστός αέρας προωθείται προς τους πόλους και καθώς ταξιδεύει κρυώνει και κατεβαίνει ξανά. Επομένως, εάν αυτά τα σύννεφα που εμπνέονται από τη μετεωρίτη αποδυναμώνουν το κελί Hadley, τότε ότι τρεις τόνοι σκόνης έχουν υπερβολική επίδραση στο κλίμα.
Ο Brian Toon, ένας από τους τρεις συγγραφείς της μελέτης, είναι επίσης από το Τμήμα Επιστημών Ατμοσφαιρικών και Ωκεανών (ATOC) στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο. Πιστεύει ότι αυτή η μελέτη ανοίγει ένα παράθυρο στο παρελθόν κλίμα του Άρη και πώς ο πλανήτης είχε υγρό νερό στην επιφάνειά του.
«Όλο και περισσότερα κλιματικά μοντέλα διαπιστώνουν ότι το αρχαίο κλίμα του Άρη, όταν τα ποτάμια ρέουν στην επιφάνεια του και η ζωή μπορεί να προέρχεται, θερμαίνεται από σύννεφα μεγάλου υψομέτρου», δήλωσε ο Toon. «Είναι πιθανό αυτή η ανακάλυψη να γίνει σημαντικό μέρος αυτής της ιδέας για τη θέρμανση του Άρη».
Τείνουμε να σκεφτόμαστε τον καιρό ενός πλανήτη ως ένα σε μεγάλο βαθμό εσωτερικό σύστημα, εκτός από το φως του ήλιου φυσικά. Αλλά αυτή η μελέτη δείχνει ότι τα γεγονότα στο περιβάλλον ενός πλανήτη - το ίδιο το ηλιακό σύστημα - μπορούν να έχουν μεγάλες επιπτώσεις στον καιρό.
«Έχουμε συνηθίσει να σκεφτόμαστε τη Γη, τον Άρη και άλλα σώματα ως αυτούς τους πραγματικά αυτόνομους πλανήτες που καθορίζουν τα δικά τους κλίματα», δήλωσε ο Hartwick. "Αλλά το κλίμα δεν είναι ανεξάρτητο από το γύρω ηλιακό σύστημα."
Το έγγραφο ονομάζεται «Σχηματισμός νεφρού πάγου μεγάλου υψομέτρου στον Άρη που ελέγχεται από διαπλανητικά σωματίδια σκόνης». Οι συγγραφείς είναι η Victoria Hartwick, ο Brian Toon και ο Nicholas Heavens στο Hampton University της Βιρτζίνια. Το άρθρο δημοσιεύθηκε στο Nature Geoscience.
Πηγές:
- Δελτίο Τύπου: Οι μετεωρίτες βοηθούν στη δημιουργία σύννεφων του Άρη
- Ερευνητικό έγγραφο: Σχηματισμός νεφρού πάγου μεγάλου υψομέτρου στον Άρη που ελέγχεται από διαπλανητικά σωματίδια σκόνης
- Κρατικό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα: Martian Wind
- Space Magazine: Μήπως το Cirrus Clouds βοήθησε να διατηρηθεί ο πρώτος Άρης ζεστός και υγρός;
