Maal tekivad pilved, kui õhust kondenseerub piisavalt tilku vett. Ja nende tilkade moodustamiseks on vaja pisikest tolmu- või meresoola, mida nimetatakse kondensatsioonituumadeks. Maakera atmosfääris on need pisikesed tolmukilbid kõrgel atmosfääris, kus need tekitavad pilvi. Aga Marsil?
Marsil on midagi muud toimumas.
Planeediteadlased on juba pikka aega jälginud pilvi Marsi keskmises atmosfääris. Keskmine atmosfäär algab pinnast umbes 30 km (18 miili) kõrgusel. Kuid teadlased pole kunagi täheldanud tolmuosakesi, mis on vajalikud nende pilvede atmosfääri selles osas külvamiseks.
Uus uuring ütleb, et meteoriidid mängivad rolli pilvede moodustumise vallandamisel.
"Pilved ei moodustu ainult iseseisvalt," ütles CU Boulderi atmosfääri- ja kosmosefüüsika labori tudeng Victoria Hartwick ja paberi juhtiv autor. "Nad vajavad midagi, millele nad saaksid kokku lüüa."
Iga päev siseneb Marsi atmosfääri umbes kolm tonni tolmu. Tolm eemaldub meteooridest umbes 80–90 km (50–56 miili) kõrgusel. Osa tolmu koaguleerub osakesteks, mis on piisavalt suured, et toimida kondensatsioonituumadena. Uuringu kohaselt moodustuvad neis tuumades vesijääpilved, mis tekitavad Marsi keskmises atmosfääris täheldatavaid pilvi.
Selle uuringu võti pärineb NASA kosmoseaparaadilt MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution). MAVEN tuvastas meteooritolmu Marsi atmosfääris levinud kihtides. Paberi kohaselt viitab see "meteooriliste suitsuosakeste pidevale varustamisele, mis settivad madalamatele kõrgustele".
Hartwick ja tema meeskond pöördusid Marsi atmosfääri arvutisimulatsioonide poole, et näha, millist rolli mängis see kõrgmäestiku meteooritolm pilvede moodustumisel. Simulatsiooni eesmärk oli jäljendada voolu ja turbulentsi Marsi atmosfääris.
Kui nad olid lisanud selle 3 tonni planeetidevahelist tolmu, näitasid simulatsioonid pilvede ilmumist otse sinna, kus teadlased neid vaatasid. Modell polnud seda kunagi varem näidanud.
"Meie mudel ei suutnud varem sellistel kõrgustel pilvi moodustada," ütles Hartwick pressiteates. "Kuid nüüd on nad kõik olemas ja näivad olevat kõikides õigetes kohtades."
Muidugi on Marsil pilved palju erinevad. Kui maapealsed pilved nagu cumulonimbus, mida tuntakse ka kui äikese- või alasipilved, muudavad nende seose kliima ja ilmastikuga ilmseks, on Marsi pilved erinevad. Need moodustavad õhukesed, visked jääkristallide kollektsioonid. Kuid see ei tähenda, et nad ei mängiks Marsi kliimas mingit rolli.
Uuring näitas, et need visad Marsi kesk atmosfääri pilved võivad avaldada kliimale suurt mõju. Marsi pilved võivad kõrgel temperatuuril tõusta kuni 10 kraadi Celsiuse järgi (18 kraadi Fahrenheiti järgi).
Selles uuringus on kaugemaleulatuvaid tulemusi kui lihtsalt pilvede moodustamine. Samuti näitas simulatsioon, et meteooritolm põhjustab polaarkütuse pilvede jõudmist atmosfääri kõrgemale. See näitab ka seda, et hooajaline Hadley rakk on nõrgenenud.
See on märkimisväärne Hadley raku rolli tõttu Marsil. Hadley rakk on atmosfääri ringluse madala laiuskraadi muster, kus õhku soojendatakse ekvaatoril, sundides seda tõusma. Soe õhk liigub postide poole ning liikudes jahtub ja laskub uuesti. Nii et kui need meteoriiditolmust inspireeritud pilved nõrgendavad Hadley rakku, siis sellel kolmel tonnil tolmul on kliimale liiga suur mõju.
Brian Toon, üks kolmest uuringu autorist, on samuti pärit Colorado ülikooli atmosfääri- ja ookeaniteaduste osakonnast (ATOC). Ta arvab, et see uuring avab akna Marsi minevikukliimale ja sellele, kuidas planeedil oli vedel vesi selle pinnal.
"Üha enam kliimamudeleid on leidnud, et iidset Marsi kliimat, kui jõed voolasid üle selle pinna ja elu võis olla pärit, soojendasid kõrgmäestiku pilved," ütles Toon. "On tõenäoline, et see avastus saab olulise osa sellest mõttest Marsi soojendamiseks."
Me kipume mõtlema planeedi ilmast kui suures osas sisemisele süsteemile, välja arvatud muidugi päikesevalgus. Kuid see uuring näitab, et sündmused planeedi keskkonnas - päikesesüsteemis endas - võivad ilmastikule suurt mõju avaldada.
"Oleme harjunud mõtlema Maale, Marsile ja teistele kehadele, kuna need on tõeliselt iseseisvad planeedid, mis määravad nende enda kliima," ütles Hartwick. "Kuid kliima ei ole ümbritsevast Päikesesüsteemist sõltumatu."
Paber kannab nime „Maapinnal asuvate veejääpilvede moodustumine planeetidevaheliste tolmuosakeste poolt.“ Autorid on Victoria Hartwick, Brian Toon ja Nicholas Heavens Virginia Hamptoni ülikoolist. Paber ilmus ajakirjas Nature Geoscience.
Allikad:
- Pressiteade: meteoorid aitavad Marsi pilvedel moodustuda
- Uurimisdokument: kõrgel kõrgusel jääpilvede teke Marsil, mida kontrollivad planeetidevahelised tolmuosakesed
- Arizona osariigi ülikool: Marsi tuul
- Kosmoseajakiri: kas Cirruse pilved aitasid varajases Marsi soojas ja märjas hoida?
