Марсианские пылевые бури могут достигать невероятных масштабов. Недавно ученые исследовали их и выяснили механизмы, которые отвечают за возможность перерастания локальных явлений во всепланетные.
Изучение марсианских пылевых бурь
В новом исследовании планетологи из Университета Колорадо в Боулдере начали выяснять факторы, вызывающие большие пылевые бури на Марсе — погодные явления, которые иногда погружают всю планету в вихрь пыли. Команда обнаружила, что относительно теплые и солнечные дни могут способствовать их возникновению.
Хешани Пиерис, ведущий автор исследования, говорит, что результаты исследования являются первым шагом к прогнозированию экстремальных погодных условий на Марсе, так же, как это делают ученые на Земле.
«Пылевые бури оказывают значительное влияние на марсоходы и посадочные аппараты на Марсе, не говоря уже о том, что произойдет во время будущих пилотируемых миссий на Марс», — сказала Пиерис, аспирант Лаборатории физики атмосферы и космоса (LASP) в Университете Боулдера.
Чтобы рассмотреть пылевые бури под лупой, исследователи опирались на реальные наблюдения со спутника NASA Mars Reconnaissance Orbiter. Сейчас они определили погодные условия, которые могут скрывать примерно две трети основных пылевых бурь на Марсе.
«Нам нужно понять, что приводит к тому, что некоторые меньшие или региональные бури перерастают в бури глобального масштаба, — говорит Пол Хейн, исследователь LASP и доцент кафедры астрофизических и планетарных наук. — Мы не знаем, как физика пылевых бурь зарождается на поверхности Земли. Мы даже не до конца понимаем базовую физику того, как пылевые бури начинаются на поверхности».
Пылевая смерть
Многие штормы начинаются как небольшие бури, кружащие 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 нарастать с бешеной скоростью, продвигаясь к экватору, пока не покроют миллионы квадратных миль и не продлятся несколько дней.
В фильме «Марсианин» 2015 года с Мэттом Дэймоном в главной роли был показан один из таких апокалиптических штормов, который повалил спутниковую антенну и разбросал 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 доставить хлопоты.
Например, в 2018 году глобальная пылевая буря похоронила солнечные панели марсохода NASA Opportunity под слоем пыли. Вскоре марсоход погиб.
«Даже если давление ветра может быть недостаточным для того, чтобы опрокинуть оборудование, эти пылинки могут набирать большую скорость и забрасывать астронавтов и их оборудование», — говорит Хейн.
Погодные условия для пылевых бурь
В текущем исследовании Пиерис и Хейн сосредоточили свое внимание на двух погодных моделях, которые каждый год случаются на Марсе, известных как штормы «А» и «С».
Команда проанализировала наблюдения за Марсом с помощью инструмента Mars Climate Sounder на борту Mars Reconnaissance Orbiter в течение восьми марсианских лет. В частности, Пиерис и Хейн искали периоды необычного тепла или недели, когда больше солнечного света фильтровалось сквозь тонкую атмосферу Марса и выпекало поверхность планеты.
Они обнаружили, что примерно 68% крупных штормов на планете предшествовало резкое повышение температуры на поверхности. Другими словами, планета нагревалась, а через несколько недель условия становились пылевыми.
Команда не может доказать, что эти благоприятные условия действительно вызывают пылевые бури. Но, по словам Пиерис, подобные явления вызывают бури на Земле. Например, во время жаркого лета в Боулдере (штат Колорадо) теплый воздух у земли может подниматься сквозь атмосферу, часто образуя высокие серые облака, которые сигнализируют о дожде.
«Когда вы нагреваете поверхность, слой атмосферы прямо над ней становится плавучим, и он может подниматься, забирая с собой пыль», — говорит Пиерис.
Сейчас она и Хейн собирают наблюдения за последние годы на Марсе, чтобы продолжить исследование этих взрывоопасных погодных условий. В конце концов, они хотели бы дойти до того момента, когда смогут смотреть на данные, поступающие с Красной планеты в реальном времени, и прогнозировать, что может произойти в ближайшие недели.
«Это исследование не является конечной точкой в прогнозировании штормов на Марсе, — говорит Пиерис. — Но мы надеемся, что это шаг в правильном направлении».
По материалам phys.org
