Djævelsk støvkilde i atmosfæren på Jorden og Mars

Hvirvlende søjler af sand og støv, kendt som støv djævle, er et træk ved ørkenområder på Mars og på Jorden. Nu, en undersøgelse af terrestriske støv djævle har vist, at omkring to tredjedele af de fine partikler, der løftes af disse hvirvler, kan forblive suspenderet i atmosfæren og transporteres rundt om kloden. Resultaterne har konsekvenser for klimaet og vejret på både planeter og, potentielt, menneskers sundhed her på Jorden. Resultaterne vil blive præsenteret af Dr. Jan Raack fra Open University på European Planetary Science Congress (EPSC) 2017 i Riga, Letland mandag, 18. september 2017.

Undersøgelsen af ​​Raack og et internationalt team af samarbejdspartnere giver vigtig indsigt i støv djævles bidrag til mineralske aerosoler i planetariske atmosfærer. Omkring halvdelen af ​​støvet, der løftes ud i den martiske atmosfære hvert år, menes at komme fra støv djævle. Imidlertid, til dato, strukturen af ​​disse hvirvler er ikke blevet godt forstået. Da terrestriske støv djævle virker meget på samme måde som dem på Mars, Raack og kolleger har gennemført flere feltekampagner i løbet af de sidste fem år for at studere støv djævle i tre forskellige ørkener på Jorden, i Kina, Marokko og USA. Forskerne tog prøver af korn løftet af støv djævle i forskellige højder, studerede spor efterladt af støv djævle på overfladen og målte fysiske og meteorologiske egenskaber ved støv djævle.

Raack forklarer:"Metoden til prøvetagning er enkel - selvom den faktisk ikke er så behagelig at udføre, da den indebærer at blive sandblæst. I det væsentlige, vi dækker et 5 meter aluminiumsrør med dobbeltklæbende tape og løber ind i en aktiv støv djævel. Vi holder bommen oprejst på stien til en støv djævel og venter, indtil støv djævelen passerer over bommen. Der samles mange korn på klæbebåndet, som bevares på stedet ved at trykke dele af båndet fra forskellige højder ned på glasskred. "

Tilbage i laboratoriet, glaspladerne analyseres under et optisk mikroskop, og alle korn måles og tælles for at få detaljerede relative kornstørrelsesfordelinger af de udtagne støv djævle. Resultaterne præsenteret ved EPSC 2017 fokuserer på prøver taget under felttogskampagner i den sydlige og sydvestlige del af Marokko, finansieret af Europlanet og støttet af Ibn Battuta Center i Marrakesh.

"Vi fandt ud af, at støv djævle, vi målte, har en meget lignende struktur, trods forskellige styrker og dimensioner. Størrelsesfordelingen af ​​partikler i støvdjævlerne synes at svare til fordelingen af ​​kornstørrelser i den overflade, de passerede over. Vi har kunnet bekræfte tilstedeværelsen af ​​et sandskørt-den nederste del af støvdjævelen med høj koncentration af større sandkorn-og de fleste partikler blev kun løftet inden for den første meter. Imidlertid, faldet i korndiameter med højde er næsten eksponentielt, "siger Raack.

I de jordiske støv djævle, teamet fandt ud af, at omkring 60-70% af alle de fine støvpartikler (med diametre op til tre hundrededele af en millimeter) ser ud til at forblive i suspension. Disse små mineralske aerosoler kan transporteres over lange afstande på Jorden og have indflydelse på klimaet og vejret. De kan også nå befolkede områder, påvirker luftkvaliteten og menneskers sundhed. På det tørre Mars, hvor det meste af overfladen er ørkenlignende og støvindholdet er meget højere, virkningen er endnu større.

Yderligere analyse af datasættene vil omfatte meteorologiske målinger af støv djævle, der vil blive brugt til at fortolke data indhentet af landere og rovere på Mars, herunder Curiosity -roveren og de kommende ExoMars- og InSight -landingsmissioner.