Na Zemi sa vytvárajú oblaky, keď sa zo vzduchu kondenzuje dostatok kvapiek vody. A tieto kvapky vyžadujú na vytvorenie drobných škvŕn prachu alebo morskej soli, nazývaných kondenzačné jadrá. V zemskej atmosfére sú tieto malé škvrny prachu nanesené vysoko do atmosféry, kde spúšťajú tvorbu mrakov. Ale na Marse?
Mars má niečo iné.
Planetárni vedci pozorovali oblaky v strednej atmosfére Marsu už dlho. Stredná atmosféra začína asi 30 km (18 míľ) nad hladinou. Vedci však nikdy nevideli prachové častice potrebné na vysiatie tých mrakov v tejto časti atmosféry.
Nová štúdia hovorí, že meteority hrajú úlohu pri spúšťaní tvorby mrakov.
„Mraky sa netvoria len samy osebe,“ uviedla Victoria Hartwicková, doktorandka na Laboratóriu Atmosféry a kozmickej fyziky na CU Boulder a vedúca autorka príspevku. "Potrebujú niečo, na čo sa môžu kondenzovať."
Každý deň vstupuje do marťanskej atmosféry asi tri tony prachu. Prach letí z meteorov v nadmorskej výške asi 80 - 90 km. Niektoré z nich sa zrážajú na častice dostatočne veľké, aby pôsobili ako kondenzačné jadrá. Podľa štúdie sa na týchto jadrách tvoria oblaky vodného ľadu, ktoré vytvárajú oblaky pozorované v strednej atmosfére Marsu.
Kľúčom k tejto štúdii je kozmická loď MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) agentúry NASA. MAVEN zistil meteorový prach vo všadeprítomných vrstvách vysoko v marťanskej atmosfére. Podľa článku to naznačuje „nepretržité dodávanie častíc meteorického dymu, ktoré sa usadzujú v nižších nadmorských výškach“.
Hartwick a jej tím sa obrátili na počítačové simulácie Marsovej atmosféry, aby zistili, akú úlohu zohral tento meteorický prach vo vysokých nadmorských výškach pri tvorbe mrakov. Simulácia bola navrhnutá tak, aby napodobňovala tok a turbulencie v atmosfére Marsu.
Akonáhle zahrnuli tieto 3 tony medziplanetárneho prachu, simulácie ukázali, že sa oblaky objavujú presne tam, kde ich vedci pozorujú. Model to nikdy predtým nepreukázal.
"Náš model v týchto výškach nemohol predtým vytvárať oblaky," uviedol Hartwick v tlačovej správe. "Ale teraz sú všetci a zdá sa, že sú na všetkých správnych miestach."
Samozrejme, na Marse sú mraky veľmi odlišné. Zatiaľ čo zemské oblaky ako kumulonimbus, známe tiež ako búrky alebo nákovové oblaky, robia zjavné spojenie s klímou a počasím, marťanské oblaky sú odlišné. Tvoria sa ako tenké, zašepkané kolekcie ľadových kryštálov. To však neznamená, že v marťanskej klíme nehrajú žiadnu rolu.
Štúdia ukázala, že tieto múdre marťanské oblaky strednej atmosféry môžu mať veľký vplyv na klímu. Marťanské oblaky môžu spôsobiť, že teploty vo vysokých nadmorských výškach sa budú zvyšovať alebo znižovať až o 10 stupňov Celzia (18 stupňov Fahrenheita).
V tejto štúdii existujú ďalekosiahle výsledky, ako iba jednoduchá tvorba mraku. Simulácia tiež ukázala, že meteorický prach spôsobuje, že oblaky polárnej kapoty sa dostanú vyššie do atmosféry. To tiež ukazuje, že sezónna Hadleyova bunka je oslabená.
Je to dôležité kvôli úlohe Hadleyho bunky na Marse. Hadleyova bunka je vzorec atmosférickej cirkulácie s nízkou zemepisnou šírkou, v ktorom sa vzduch ohrieva na rovníku a núti ho stúpať. Teplý vzduch je poháňaný smerom k pólom, a keď cestuje, ochladzuje a znova klesá. Takže ak tieto oblaky inšpirované meteorovým prachom oslabujú Hadleyovu bunku, potom tieto tri tony prachu majú nadmerný vplyv na klímu.
Brian Toon, jeden z troch autorov štúdie, pochádza aj z Katedry Atmosféry a Oceánie (ATOC) na University of Colorado. Myslí si, že táto štúdia otvára okno do atmosféry Marsu v minulosti a ako planéta mala na povrchu tekutú vodu.
"Stále viac klimatických modelov zisťuje, že starodávna klíma Marsu, keď rieky tiekli cez jeho povrch a mohol vzniknúť život, bola zahrievaná mrakmi vo vysokých nadmorských výškach," uviedol Toon. "Je pravdepodobné, že tento objav sa stane hlavnou súčasťou myšlienky otepľovania Marsu."
Máme sklon uvažovať o počasí planéty ako o prevažne vnútornom systéme, samozrejme inom ako slnečné svetlo. Táto štúdia však ukazuje, že udalosti v prostredí planéty - samotnej Slnečnej sústave - môžu mať výrazný vplyv na počasie.
"Sme zvyknutí myslieť na Zem, Mars a ďalšie telá, pretože tieto skutočne uzavreté planéty určujú ich vlastné podnebie," uviedol Hartwick. "Ale klíma nie je nezávislá od okolitej slnečnej sústavy."
Článok sa nazýva „Tvorba vodného ľadu vo vysokých nadmorských výškach na Marse, ktorý je riadený časticami medziplanetárneho prachu.“ Autormi sú Victoria Hartwick, Brian Toon a Nicholas Heavens z Hampton University vo Virgínii. Príspevok bol publikovaný v Nature Geoscience.
Zdroj:
- Tlačová správa: Meteori pomáhajú vytvárať marťanské oblaky
- Výskumná práca: Tvorba oblakov vodného ľadu vo vysokej nadmorskej výške na Marse riadená časticami medziplanetárneho prachu
- Štátna univerzita v Arizone: Martian Wind
- Space Magazine: Pomohli Cirrus Clouds udržiavať včasný Mars teplý a mokrý?
