Denna vecka, från 20 till 24 mars, kommer den 48: e Lunar and Planetary Science Conference att äga rum i The Woodlands, Texas. Varje år sammanför konferensen internationella specialister inom geologi, geokemi, geofysik och astronomi för att presentera de senaste resultaten inom planetvetenskap. En av höjdpunkterna på konferensen hittills har varit en presentation om Mars vädermönster.
Som ett team av forskare från Center for Research in Earth and Space Sciences (CRESS) vid York University, Nyfikenhet erhållit några ganska intressanta bilder av Mars vädermönster under de senaste åren. Dessa inkluderade förändringar i molntäckning, såväl som den första markbaserade bilden av Martiska moln formade av gravitationvågor.
När det gäller molnformationer är tyngdkraftsvågor resultatet av tyngdkraften som försöker återställa dem till deras naturliga jämvikt. Och även om det är vanligt på jorden trodde man inte att sådan bildning var möjlig runt Mars ekvatorialband, där tyngdkraftsvågorna sågs. Allt detta möjliggjordes tack vare Curiositys fördelaktiga position i Gale-krateret.
Curiosity ligger nära Mars ekvator och har lyckats konsekvent spela in det som kallas Aphelion Cloud Belt (ACB). Som namnet antyder uppträder detta årligen återkommande fenomen under aphelionsäsongen på Mars (när det är längst från solen) mellan breddgraderna 10 ° S och 30 ° N. Under aphelion, den punkt längst från solen, domineras planeten av två molnsystem.
Dessa inkluderar nämnda ACB och polära fenomen kända som Polar Hood Clouds (PHC). Medan PHC: er kännetecknas av moln av koldioxid, består moln som bildas runt Mars: s ekvatorialband vatten-is. Dessa molnsystem sprider sig när Mars närmar sig solen (perihelion), där temperaturökningar leder till att dammstormar skapas som begränsar molnbildningen.
Under de nästan fem åren Nyfikenhet har varit i drift, har rover inspelat över 500 filmer från den ekvatoriella Martian sky. Dessa filmer har tagit formen av både Zenith Movies (ZMs) - som innebär att kameran pekas vertikalt - och Supra-Horizon Movies (SHM), som syftade till en lägre höjdvinkel för att hålla horisonten i ram.
Med hjälp av Curiositys navigeringskamera gjorde Jacob Kloos och Dr. John Moores - två forskare från CRESS - åtta inspelningar av ACB under två Martianår - specifikt mellan Mars Years 31 och Mars Years 33 (ca. 2012 till 2016). Genom att jämföra ZM- och SHM-filmer kunde de urskilja förändringar i molnen som var både dagliga (dagliga) och årliga till sin natur.
Vad de fann var att Mars 'ACB mellan 2015 och 2016 genomgick förändringar i opacitet (aka. Förändringar i densitet) under dess dagliga cykel. Efter perioder med förbättrad aktivitet på tidig morgon skulle molnen nå ett minimum senare på morgonen. Detta följs av en andra, lägre topp på sen eftermiddag, som indikerade att Mars tidiga morgontimmar är den mest gynnsamma tiden för bildandet av tjockare moln.
När det gäller variationer mellan året, fann de att mellan 2012 och 2016, när Mars flyttade bort från aphelion, var en motsvarande ökning med 38% i antalet moln med högre opacitet. Men att de trodde att dessa resultat var resultatet av en statistisk partiskhet orsakad av en ojämn distribution av videor, drog de slutsatsen att skillnaden i opacitet var mer i linje med cirka 5%.
Dessa variationer var allt detta i överensstämmelse med tidvatten temperaturvariationer, där kallare dagtid eller säsongstemperaturer resulterar i större kondensnivåer i luften. Trenden med ökande moln under dagen var dock oväntad, eftersom högre temperaturer borde leda till en minskning av mättnad. Men som de förklarade under presentationen, kunde detta också tillskrivas dagliga förändringar:
”En förklaring till den eftermiddagsförbättring som Tamppari et. al. är att när atmosfäriska temperaturer ökar under hela dagen lyfter förbättrad konvektion vattenånga till mättnadshöjden, vilket ökar sannolikheten för molnbildning. Förutom vattenånga kan damm också lyftas, som fungerar som kondensationskärnor, vilket möjliggör effektivare molnbildning. "
Det mest intressanta var emellertid det faktum att under en dag av observationen - Sol 1302, eller 5 april 2016 - lyckades teamet observera något överraskande. När man tittade på horisonten under en SHM, såg NavCam parallella molnrader som alla pekade i samma riktning. Medan sådana krusningar är kända för att hända i de polära områdena (när det gäller PHC: er) är det oväntat att upptäcka dem över ekvatorn.
Men som Moore förklarade i en intervju med Science Magazine,att se ett jordliknande fenomen på Mars är förenligt med vad vi har sett hittills från Mars. "Marsmiljön är den exotiska inslagna i det bekanta," sade han. "Solnedgångarna är blå, dammet djävlar enormt, snöfallet mer som diamantdamm och molnen är tunnare än vad vi ser på jorden."
För närvarande är det inte klart vilken mekanism som kan vara ansvarig för att skapa dessa krusningar i första hand. På jorden orsakas de av störningar nedan i troposfären, solstrålning eller ren strålström. Att veta vad som kan redogöra för dem på Mars kommer sannolikt att avslöja några intressanta saker om atmosfärens dynamik. Samtidigt krävs ytterligare forskning innan forskare definitivt kan säga att tyngdkraftsvågor observerades här.
Men under tiden är dessa fynd fascinerande och kommer säkert att hjälpa till att främja vår kunskap om Röda planetens atmosfär och vattencykeln på Mars. Som pågående forskning har visat upplever Mars fortfarande flöden av flytande saltvatten på ytan och upplever till och med begränsad nederbörd. Och när vi berättar mer om Mars: s nuvarande meteorologi kan det också avslöja saker om planetens vattniga förflutna.
För att se inspelningarna av Martiska moln, klicka här, här och här.
