På Jorden dannes skyer, når der dråber nok dråber vand ud af luften. Og disse dråber kræver en lille plet af støv eller havsalt, kaldet en kondensationskerner. I Jordens atmosfære løftes disse små pletter af støv højt ind i atmosfæren, hvor de udløser skydannelse. Men på Mars?
Mars har noget andet i gang.
Planetforskere har observeret skyer i Mars 'midterste atmosfære i lang tid. Den midterste atmosfære begynder cirka 30 km (18 miles) over overfladen. Men forskere har aldrig observeret de støvpartikler, der er nødvendige for at så disse skyer i den del af atmosfæren.
En ny undersøgelse siger, at meteoritter spiller en rolle i at udløse dannelsen af skyerne.
“Skyer dannes ikke bare på egen hånd,” sagde Victoria Hartwick, gradestudent ved Laboratoriet for atmosfærisk og rumfysik ved CU Boulder og hovedforfatter af papiret. ”De har brug for noget, de kan kondensere på.”
Hver dag kommer cirka tre ton støv ind i den Martiske atmosfære. Støvet ablerer fra meteorer i en højde af ca. 80-90 km (50-56 miles.) Nogle af det koaguleres til partikler, der er store nok til at fungere som kondensationskerner. Ifølge undersøgelsen dannes der skyer med vandis på disse kerner, hvilket skaber de skyer, der observeres i Mars 'midterste atmosfære.
En nøgle til denne undersøgelse kommer fra NASAs MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) rumfartøj. MAVEN opdagede meteorstøv i gennemtrængende lag højt i den Martiske atmosfære. Ifølge papiret antyder dette "en kontinuerlig forsyning af meteoriske røgpartikler, der sætter sig ned i lavere højder."
Hartwick og hendes team henvendte sig til computersimuleringer af Mars 'atmosfære for at se, hvilken rolle dette høje højde meteorstøv spillede i sky dannelse. Simuleringen var designet til at efterligne strømmen og turbulensen i Mars 'atmosfære.
Når de først inkluderede dette 3 ton interplanetært støv, viste simuleringerne skyer, der forekommer lige, hvor forskere observerer dem. Modellen havde det aldrig før vist.
”Vores model kunne ikke danne skyer i disse højder før,” sagde Hartwick i en pressemeddelelse. ”Men nu er de alle der, og de ser ud til at være på de rigtige steder.”
Naturligvis på Mars er skyerne meget forskellige. Mens jordiske skyer som cumulonimbus, også kendt som tordenhoveder eller amboltskyer, gør deres forbindelse til klima og vejr indlysende, er Marsskyer forskellige. De danner som tynde, whispy samlinger af iskrystaller. Men det betyder ikke, at de ikke spiller en rolle i det Martiske klima.
Undersøgelsen viste, at disse whispy Martian midterste atmosfære skyer kan have en stor indflydelse på klimaet. Martiske skyer kan forårsage temperaturer i højde til at svinge op eller ned med op til 10 grader Celsius (18 grader Fahrenheit).
Der er mere vidtgående resultater i denne undersøgelse end blot enkel skydannelse. Simuleringen viste også, at meteorisk støv får polarhætte til at nå højere ud i atmosfæren. Det viser også, at den sæsonbestemte Hadley-celle er svækket.
Det er vigtigt på grund af den rolle Hadley-cellen spiller på Mars. Hadley-cellen er et lavt breddegradsmønster for atmosfærisk cirkulation, hvor luft opvarmes ved ækvator, hvilket tvinger den til at stige. Den varme luft drives frem mod polerne, og når den kører, køler den ned og falder ned igen. Så hvis disse meteorstøvinspirerede skyer svækker Hadley-cellen, har tre ton støv en overdreven effekt på klimaet.
Brian Toon, en af de tre forfattere af undersøgelsen, er også fra Institut for Atmosfære og Ocean Sciences (ATOC) ved University of Colorado. Han mener, at denne undersøgelse åbner et vindue ind i Mars 'tidligere klima, og hvordan planeten havde flydende vand på sin overflade.
"Flere og flere klimamodeller finder ud af, at det gamle klima i Mars, da floder flydede over dens overflade og livet muligvis var oprindeligt, blev opvarmet af skyer i høj højde," sagde Toon. ”Det er sandsynligt, at denne opdagelse vil blive en vigtig del af denne idé til opvarmning af Mars.”
Vi har en tendens til at tænke på en planets vejr som et stort set internt system, bortset fra selvfølgelig sollys. Men denne undersøgelse viser, at begivenheder i en planetens miljø - selve solsystemet - kan have store effekter på vejret.
"Vi er vant til at tænke på Jorden, Mars og andre kroppe som disse virkelig selvstændige planeter, der bestemmer deres eget klima," sagde Hartwick. ”Men klimaet er ikke uafhængigt af det omgivende solsystem.”
Papiret kaldes "Højhøjde vandissky skydannelse på Mars kontrolleret af interplanetære støvpartikler." Forfatterne er Victoria Hartwick, Brian Toon og Nicholas Heavens ved Hampton University i Virginia. Avisen blev offentliggjort i Nature Geoscience.
Kilder:
- Pressemeddelelse: Meteorer hjælper med at danne marsskyer
- Forskningsartikel: Højhøjde af dannelse af vandissky på Mars kontrolleret af interplanetære støvpartikler
- Arizona State University: Martian Wind
- Space Magazine: Hjalp Cirrus Clouds med at holde de tidlige Mars varme og våde?
