Naukowcy odkrywają meteorologiczne tajemnice na Marsie

Zdjęcie: NASA / Handout Getty Images

Badanie zostało poprowadzone przez Larry’ego Guana, studenta studiów magisterskich Wydziału Fizyki na UH's College of Natural Sciences and Mathematics, pod nadzorem prof. Liming Li z Wydziału Fizyki oraz prof. Xun Jiang z Wydziału Nauk o Ziemi i Atmosferze, wraz z kilkoma planetologami. Stworzono pierwszy w historii południkowy profil marsjańskiego budżetu energetycznego (REB), który reprezentuje równowagę lub jej brak między pochłoniętą energią słoneczną a wyemitowaną energią cieplną na wszystkich szerokościach geograficznych. Nadwyżka energii prowadzi do globalnego ocieplenia, podczas gdy deficyt powoduje ochłodzenie. 

Ponadto, południkowy profil marsjańskiego REB znacząco wpływa na pogodę i wzorce klimatyczne Czerwonej Planety. Odkrycie zostało opublikowane w AGU Advances, będzie się też znajdować w czasopiśmie EOS. „Stworzenie pierwszego południkowego profilu budżetu energetycznego na Marsie jest pracą godną uwagi. Zrozumienie dużej skali klimatu i cyrkulacji atmosferycznej Ziemi opiera się w dużej mierze na profilach REB, więc posiadanie jednego z nich dla Marsa, pozwala na istotne porównania klimatologiczne i kładzie podwaliny pod marsjańską meteorologię" – mówi Guan. 

Zestawienie, oparte na długoterminowych obserwacjach z orbitujących statków kosmicznych, oferuje szczegółowe porównanie REB Marsa z Ziemią. Odkrywa derzające różnice w sposobie, w jaki każda planeta odbiera i emituje energię. Ziemia wykazuje nadwyżkę energii w tropikach i deficyt w regionach polarnych, natomiast Mars wykazuje odwrotną tendencję. „Na Ziemi nadwyżka energii z tropików napędza ocieplenie i górny ruch atmosfery, podczas gdy polarny deficyt energii powoduje ochłodzenie oraz dolny ruch atmosfery. Te ruchy znacząco wpływają na pogodę i klimat na naszej Ziemii. 

Na Marsie obserwujemy polarną nadwyżkę energii i tropikalny deficyt energii” – wyjaśnił Jiang. Badana nadwyżka – jak mówi Guan – jest szczególnie widoczna wiosną na południowej półkuli Marsa. Odgrywa kluczową rolę w napędzaniu cyrkulacji atmosferycznej planety i wywoływaniu globalnych burz pyłowych, które są jedną z najbardziej charakterystycznych cech marsjańskiej pogody. Potężne burze, które mogą otoczyć całą planetę, znacząco zmieniają rozkład energii, zapewniając tym samym element, który wpływa na wzorce pogodowe i klimat Marsa. „Interakcja między burzami pyłowymi a REB ujawnia złożone procesy sprzężenia zwrotnego, które prawdopodobnie kształtują marsjańskie wzorce pogodowe i długoterminową stabilność klimatu” – mówi Guan.

Niedawno odkryto nierównowagę energetyczną Ziemi, która w znacznym stopniu przyczynia się do globalnego ocieplenia i która ma skalę porównywalną do tej spowodowanej wzrostem emisji gazów cieplarnianych. Mars stanowi odrębne środowisko ze względu na cieńszą atmosferę i brak efektów antropogenicznych. Zespół badawczy bada obecnie potencjalne długoterminowe nierównowagi energetyczne na Marsie i ich implikacje dla ewolucji klimatu planety. „Różnica między tymi dwiema planetami jest naprawdę fascynująca, więc ciągłe monitorowanie pogłębi nasze zrozumienie dynamiki klimatu Marsa. Badania nie tylko pogłębiają naszą wiedzę na temat Czerwonej Planety, ale także dostarczają kluczowych informacji na temat procesów zachodzących w atmosferze planety” – mówi Li.