تشكل العواصف الترابية المريخية غيومًا شبيهة بالأرض

للأرض والمريخ غلافان جويان مختلفان. يتكون الغلاف الجوي الجاف والبارد للمريخ بالكامل تقريبًا من ثاني أكسيد الكربون ، في حين أن الغلاف الجوي للأرض غني بالنيتروجين والأكسجين. كثافة الغلاف الجوي أقل من واحد على خمسين من الغلاف الجوي للأرض – أي ما يعادل الكثافة الموجودة على ارتفاع حوالي 35 كم فوق سطح الأرض.

على الرغم من الاختلاف الكبير في أشكالها السحابية ، فقد تم العثور عليها لتكون شبيهة بالأرض بشكل لافت للنظر ، مما يشير إلى عمليات تكوين مماثلة.

كشفت دراسة جديدة عن عاصفة ترابية بالقرب من القطب الشمالي للمريخ في عام 2019. تم تعقب العواصف في الربيع في القطب الشمالي ، مع العواصف المحلية التي تختمر عادة حول الجليد المتراجع.

قامت كاميرتان على Mars Express – كاميرا المراقبة المرئية (VMC) وكاميرا الاستريو عالية الدقة (HRSC) – جنبًا إلى جنب مع كاميرا MARCI الموجودة على Mars Reconnaissance Orbiter التابع لناسا بالتقاط العواصف من المدار.

تسلسل VMC iالسحرة تُظهر العواصف سمات وأنماطًا مشتركة ، حيث تنمو وتختفي في دورات متكررة على مدار أيام. الأنماط الحلزونية مرئية بشكل ملحوظ في مناظر واسعة لصور HRSC. يبلغ طول الحلزونات من 1000 إلى 2000 كيلومتر ، ويشبه مظهرها مظهر الأعاصير المدارية الموجودة في خطوط العرض الوسطى وخطوط العرض القطبية للأرض.

تكشف الصور عن ظاهرة معينة على سطح المريخ. لقد أظهروا أن العواصف الترابية المريخية تتكون من خلايا سحابية صغيرة منظمة مثل الحبوب أو الحصى. تم العثور على الهيكل أيضًا في السحب في الغلاف الجوي للأرض.

تتشكل القوام المعروف عن طريق الحمل الحراري ، حيث يرتفع الهواء الدافئ لأنه أقل كثافة من الهواء البارد المحيط. عندما يرتفع الهواء في وسط الجيوب أو الخلايا الصغيرة السحابية ، فإن نوع الحمل الموجود هنا يسمى الحمل الحراري للخلية المغلقة. المساحات في السماء حول الخلايا السحابية هي مسارات للهواء البارد ليغوص تحت الهواء الدافئ.

على الأرض ، يحتوي الهواء الصاعد على الماء الذي يشكل السحب. تظهر سحب الغبار التي صورتها شركة Mars Express نفس العملية ، لكن أعمدة الهواء الصاعدة على سطح المريخ تحتوي على الغبار بدلاً من الماء. تقوم الشمس بتسخين الهواء المترب وتكوين خلايا الغبار. الخلايا محاطة بمناطق غارقة في الهواء تحتوي على غبار أقل. هذا يخلق نمطًا حبيبيًا يظهر أيضًا في ظهور السحب على الأرض.

يمكن قياس سرعة الرياح من خلال تتبع حركة الخلايا في مجموعة من الصور. تهب الرياح فوق السحابة بسرعات تصل إلى 140 كم / ساعة ، مما يتسبب في استطالة شكل الخلايا في اتجاه الريح. على الرغم من الفوضى والأجواء المتغيرة للمريخ والأرض ، فإن الطبيعة تخلق هذه الأنماط المنظمة.

“عند التفكير في جو شبيه بالمريخ على الأرض ، قد يفكر المرء بسهولة في صحراء جافة أو منطقة قطبية. من خلال مراقبة الحركة الفوضوية للعواصف الترابية ، من غير المتوقع تمامًا أن يمكن رسم أوجه التشابه مع العمليات التي تحدث في المناطق الاستوائية مثل كوكب الأرض الرطب والساخن والمستقر ، كما يعلق كولين ويلسون من مهمة المريخ التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية. اكسبريس عالم المشروع.

تتمثل إحدى الأفكار الرئيسية الممكنة باستخدام صور VMC في قياس ارتفاع سحب الغبار. لقياس ارتفاع السحب فوق سطح المريخ ، يتم قياس طول الظلال التي تلقيها بمعرفة موقع الشمس. كشفت النتائج أن الغبار يستقر على ارتفاع حوالي 6-11 كم فوق الأرض وأن الخلايا لها أبعاد أفقية نموذجية تتراوح بين 20 و 40 كم.

يوضح Agustin Sánchez-Levaca من جامعة ديل بايس: “على الرغم من السلوك غير المتوقع للعواصف الترابية على المريخ والرياح القوية التي تصاحبها ، فقد رأينا في تعقيدها ظهور هياكل منظمة مثل الجبهات وأنماط الحمل الخلوي”. Vasco UPV / EHU (إسبانيا) ، الذي يقود مجموعة VMC العلمية ، هو المؤلف الرئيسي للورقة التي تقدم التحليل الجديد.

مثل هذا الحمل الخلوي المنظم ليس فريدًا بالنسبة للأرض والمريخ ؛ ملاحظات لجو الزهرة بواسطة Venus Express قد تظهر أنماطًا متشابهة. يقول أوغسطين: “إن عملنا على الحمل الحراري الجاف على المريخ هو مثال آخر لقيمة الدراسات المقارنة لظواهر مماثلة تحدث في الغلاف الجوي للكواكب لفهم الآليات الكامنة وراءها في ظل ظروف وبيئات مختلفة”.

بالإضافة إلى معرفة المزيد حول كيفية عمل الأغلفة الجوية للكواكب ، فإن فهم العواصف الترابية وثيق الصلة بالبعثات المستقبلية إلى المريخ. في الحالات القصوى ، يمكن للعواصف الترابية أن تمنع الكثير من الضوء القادم من الشمس من الوصول إلى الخلايا الشمسية للمركبة الجوالة على سطح الكوكب الأحمر. في عام 2018 ، أ عاصفة ترابية كوكبية لم يمنع الغبار أشعة الشمس من الوصول إلى السطح فحسب ، بل غطى أيضًا الألواح الشمسية لمركبة أوبورتيونيتي التابعة لناسا. أدى هذان العاملان إلى فقدان العربة الجوالة للطاقة الكهربائية ، وإنهاء المهمة.

يمكن أن تساعد مراقبة تطور العواصف الترابية في حماية البعثات التي تعمل بالطاقة الشمسية في المستقبل – وفي النهاية وصل الطاقم إلى الطائرةد – ضد هذه الظواهر القوية.

“الأنماط الخلوية والحمل الجاف في العواصف الترابية الصلبة على حافة الغطاء القطبي الشمالي للمريخ.A. Sánchez-Lavega et al. نشرت في 15 نوفمبر 2022 عدد المجلة إيكاروس.

تظهر صور VMC مذهلة على غلاف المجلة.