Изучаем, как печально известные пылевые бури Марса могут поглотить всю планету

Автор: Pixabay/CC0 Public Domain

В новом исследовании планетологи из Университета Колорадо в Боулдере начали распутывать факторы, которые запускают крупные пылевые бури на Марсе — погодные явления, которые иногда охватывают всю планету кружащимся песком. Команда обнаружила, что относительно теплые и солнечные дни могут способствовать их запуску.

Хешани Пиерис, ведущий автор исследования, сказал, что полученные результаты являются первым шагом на пути к прогнозированию экстремальных погодных условий на Марсе, подобно тому, как это делают ученые на Земле.

Она представит результаты во вторник, 10 декабря, на заседании Американского геофизического союза 2024 года в Вашингтоне.

Чтобы рассмотреть пылевые бури под увеличительным стеклом, исследователи обратились к реальным наблюдениям со спутника NASA Mars Reconnaissance Orbiter.

Пока что они определили погодные условия, которые могут лежать в основе примерно двух третей основных пылевых бурь на Марсе. Пока вы не увидите марсианских метеорологов, стоящих перед зеленым экраном, но это шаг в правильном направлении, сказал соавтор исследования Пол Хейн.

«Нам нужно понять, что заставляет некоторые из небольших или региональных штормов перерастать в штормы глобального масштаба», — сказал Хейн, научный сотрудник LASP и доцент кафедры астрофизических и планетарных наук. «Мы даже не до конца понимаем базовую физику того, как пылевые бури начинаются на поверхности».

Пыльная кончина

Пыльные бури на Марсе — это нечто захватывающее.

Многие начинаются как небольшие штормы, которые закручиваются вокруг ледяных шапок на северном и южном полюсах планеты, обычно во второй половине марсианского года. (Год на Марсе длится 687 земных дней). Эти штормы могут расти с бешеной скоростью, продвигаясь к экватору, пока не покроют миллионы квадратных миль и не продлятся несколько дней.

В фильме 2015 года «Марсианин» с Мэттом Дэймоном в главной роли показана одна из таких апокалиптических бурь, которая опрокинула спутниковую тарелку и швырнула астронавтов. Реальность менее кинематографична. Атмосфера Марса намного тоньше земной, поэтому пылевые бури на Красной планете не могут генерировать большую силу. Но они все равно могут быть проблемой.

Например, в 2018 году глобальная пылевая буря погребла солнечные панели марсохода NASA Opportunity под слоем пыли. Вскоре после этого марсоход умер.

«Хотя давление ветра может быть недостаточным, чтобы опрокинуть оборудование, эти частицы пыли могут развить большую скорость и обрушиться на астронавтов и их оборудование», — сказал Хейн.

Жаркие периоды

В текущем исследовании Пиерис и Хейн сосредоточили внимание на двух погодных явлениях, которые, как правило, наблюдаются на Марсе каждый год, известных как штормы «А» и «С».

Команда изучала наблюдения Марса с помощью прибора Mars Climate Sounder на борту Mars Reconnaissance Orbiter за восемь марсианских лет (15 лет на Земле). В частности, Пиерис и Хейн искали периоды необычного тепла — или недели, когда больше солнечного света проникало через тонкую атмосферу Марса и обжигало поверхность планеты.

Они обнаружили, что примерно 68% крупных штормов на планете предшествовало резкое повышение температуры на поверхности. Другими словами, планета нагревалась, а затем, через несколько недель, условия становились пыльными.

«Это как будто Марсу нужно дождаться, пока воздух достаточно очистится, чтобы образовалась крупная пыльная буря», — сказал Хейн.

Команда не может доказать, что эти теплые условия на самом деле вызывают пылевые бури. Но, по словам Пиериса, подобные явления вызывают бури на Земле. Например, жарким летом в Боулдере, штат Колорадо, теплый воздух у земли может подниматься через атмосферу, часто образуя те самые высокие серые облака, которые сигнализируют о дожде.

«Когда поверхность нагревается, слой атмосферы прямо над ней становится плавучим и может подняться, унося с собой пыль», — сказал Пиерис.

Она и Хейн сейчас собирают наблюдения за последние годы на Марсе, чтобы продолжить изучение этих взрывных погодных условий. В конце концов, они хотели бы достичь точки, когда они смогут смотреть на данные в реальном времени, поступающие с Красной планеты, и предсказывать, что может произойти в ближайшие недели.

«Это исследование — не конец всех предсказаний штормов на Марсе», — сказал Пиерис. «Но мы надеемся, что это шаг в правильном направлении».

Больше информации: P21A-05 Investigating Thermal Precursors of Martian Dust Storms and their Connection to Storm Initiation, agu.confex.com/agu/agu24/meeti … pp.cgi/Paper/1725206

Источник: University of Colorado at Boulder