Mars je znan po svojih obsežnih in dolgotrajnih prašnih nevihtah, ki lahko za več mesecev preplavijo celoten planet. Čeprav je vzrok teh neviht že dolgo predmet raziskav, je nova študija razkrila, da so lahko posledica energetskega neravnovesja, ki se pojavlja na Marsovi južni polobli v določenih obdobjih leta. Raziskava, ki jo je vodila ekipa znanstvenikov z Univerze v Houstonu, kaže, da je Marsova južna polobla med pomladjo izpostavljena velikemu presežku sončne energije, kar bi lahko ustvarjalo pogoje za nastanek globalnih prašnih neviht.
Energetsko neravnovesje in vpliv na podnebje
Vsak planet in luna v Osončju absorbira sončno energijo in jo nato oddaja nazaj v vesolje. Razlika med absorbirano in oddano energijo se imenuje sevalni energijski proračun (REB). Kot pojasnjuje Liming Li, profesor fizike na Univerzi v Houstonu: »REB in njegova prostorska porazdelitev [po zemljepisnih širinah] neposredno vplivata na toplotne značilnosti površja in ozračja planetov.« To pomeni, da REB pomembno določa podnebje Marsa.
Medtem ko je letni REB Zemlje razmeroma uravnotežen – količina absorbirane sončne energije je približno enaka količini oddane toplote – pri Marsu tega ravnovesja še ne poznamo v celoti. Teoretično bi moral biti Marsov REB izravnan, vendar doslej ni bilo natančnih meritev, ki bi to potrdile. Pomanjkanje podatkov o REB je otežilo razumevanje marsovskega podnebja, zlasti kako in zakaj nastajajo obsežne prašne nevihte.
Prašni viharji in njihova povezava z energetskim proračunom
Marsovski roverji, kot je Curiosity, so zabeležili številne vremenske pojave na Rdečem planetu, a ti ne omogočajo celovitega vpogleda v dolgoročno podnebje. Larry Guan, glavni avtor študije in doktorski študent na Univerzi v Houstonu, pojasnjuje, da bi ocena Marsovega REB lahko razkrila ključno povezavo med energetskim neravnovesjem in pojavom prašnih viharjev.
Da bi pridobili podatke, so raziskovalci analizirali meritve infrardečega in vidnega sevanja Marsovega površja, ki jih je v desetih zemeljskih letih (pet marsovskih let) zbral spektrometer za toplotno emisijo na krovu sonde Mars Global Surveyor. S temi podatki so izračunali, koliko energije Mars absorbira in oddaja glede na različne zemljepisne širine, nato pa so rezultate primerjali z energijskim proračunom Zemlje.
Sezonske spremembe in sprožitev prašnih neviht
Analiza podatkov je pokazala, da v pomladnih in poletnih mesecih na severni polobli Marsa severne širine absorbirajo več energije, kot je oddajajo, kar povzroča presežek energije. Podoben, a še intenzivnejši učinek se pojavi med jesenskimi in zimskimi meseci na severni polobli, ko je južna polobla v pomladnem in poletnem obdobju. Takrat se na južni polobli ustvari izrazit presežek energije, saj je Mars v tem obdobju najbližje Soncu, kar še poveča količino prejete sončne energije.
Raziskovalci so ugotovili, da bi lahko to sezonsko energetsko neravnovesje prispevalo k nastanku globalnih prašnih neviht. Ko se južna polobla segreje, se segreje tudi ozračje tik nad površjem, kar ustvari pogoje za dvigovanje prahu in posledično sprožitev neviht.
Vpliv prašnih neviht na energetsko ravnovesje
Vendar pa raziskava kaže tudi, da proces deluje v obe smeri – ne le, da presežek energije spodbuja nastanek prašnih neviht, ampak nevihte same vplivajo na Marsov REB. Meritve, opravljene med prašnim viharjem, ki je nastal v južnem bazenu Hellas Planitia in nato preplavil celoten planet, so pokazale, da prašni delci v atmosferi zmanjšajo tako količino absorbirane sončne energije kot količino toplote, ki jo Mars oddaja v vesolje.
Kljub sezonskim neravnovesjem je dolgoročni Marsov REB razmeroma stabilen, vendar se njegova razporeditev po zemljepisnih širinah močno razlikuje od Zemljinega. »Zemljini primanjkljaji so na polih, Mars ima primanjkljaje v tropih – in obratno za presežke,« je pojasnil Guan. To pomeni, da medtem ko zemeljska polarna območja oddajajo več energije, kot jo absorbirajo, Marsovi poli shranjujejo več energije, kot jo oddajajo.
Vpliv tankega ozračja na Marsov REB
Druga pomembna ugotovitev študije je, da se Marsov polarni REB med letnimi časi lahko spremeni tudi do 100 %, kar je bistveno več kot na Zemlji. To je po mnenju Liminga Lija posledica Marsove tanke atmosfere, ki otežuje enakomerno prerazporeditev energije med tropi in poloma.
To odkritje daje nov vpogled v marsovsko podnebje in njegove sezonske spremembe ter bi lahko pomagalo pri prihodnjih raziskovalnih misijah. Razumevanje Marsovega REB je ključno za predvidevanje vremenskih vzorcev na Rdečem planetu, kar bo imelo pomembne posledice za načrtovanje prihodnjih robotskih in človeških odprav. Če bodo znanstveniki bolje razumeli, kako in kdaj nastajajo prašne nevihte, bodo lahko razvili strategije za zaščito opreme in morebitnih astronavtov, ki bodo nekoč stopili na Marsovo površje.
Novinar
