Støvstorme forbundet med gasudslip fra Mars atmosfære

Nogle Mars-eksperter er ivrige og optimistiske efter, at en støvstorm i år vokser så storslået, at den formørker himlen rundt om hele den røde planet. Denne type fænomen i miljøet på moderne Mars kunne undersøges som aldrig før muligt, ved at bruge kombinationen af ​​rumfartøjer nu på Mars.

En undersøgelse offentliggjort i dag og medforfatter af CU Boulder-forskere kiggede på observationer fra NASAs Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) under den seneste globale støvstorm fra Mars. Begivenheden i 2007 antyder, at sådanne storme spiller en rolle i den igangværende proces med gasudslip fra toppen af ​​Mars atmosfære, en proces, der for længe siden forvandlede vådere, varmere gamle Mars ind i nutidens tørre, frossen planet.

"Vi fandt ud af, at der er en stigning i vanddamp i den mellemste atmosfære i forbindelse med støvstorme, " sagde Nicholas Heavens fra Hampton University, Hampton, Virginia, hovedforfatter af rapporten i Natur astronomi . "Vanddamp føres op med den samme luftmasse, der stiger med støvet."

En sammenhæng mellem tilstedeværelsen af ​​vanddamp i Mars' midterste atmosfære - omkring 30 til 60 miles (50 til 100 kilometer) høj - og udslip af brint fra toppen af ​​atmosfæren er blevet opdaget af NASAs Hubble Space Telescope og European Space Agencys Mars Express orbiter, men hovedsageligt i år uden de dramatiske ændringer, der er frembragt i en global støvstorm. NASAs MAVEN-mission ankom til Mars i 2014 for at studere atmosfærens flugtproces.

"Det ville ikke være en overraskelse at se en global støvstorm i år, og vi ville elske den mulighed, " sagde MAVENs hovedefterforsker Bruce Jakosky fra CU Boulder.

"Det ville være fantastisk at have en global støvstorm, vi kunne observere med alle aktiver nu på Mars, og det kunne ske i år, " sagde David Kass fra NASAs Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californien. Han er medforfatter til den nye rapport og stedfortrædende hovedefterforsker for instrumentet, der er hovedkilden til data for det, MRO's Mars Climate Sounder.

Ikke alle Mars-iagttagere er begejstrede for tanken om en global støvstorm, hvilket kan påvirke igangværende missioner negativt. For eksempel:Mulighed, som en solcelledrevet rover, ville være nødt til at bøje sig ned for at spare energi; den kommende InSight-landers parametre skal justeres for sikker adgang, nedstigning og landing i november; og alle kameraer på rovere og orbitere bliver nødt til at håndtere dårlig sigtbarhed.

Årtier af Mars-observationer dokumenterer et mønster af flere regionale støvstorme, der opstår i løbet af det nordlige forår og sommer. I de fleste Mars-år, som er næsten dobbelt så lange som jordår, alle de regionale storme forsvinder, og ingen svulmer op til en global støvstorm. Men en sådan udvidelse skete i 1977, 1982, 1994, 2001 og 2007. Den næste støvstormsæson for Mars forventes at begynde denne sommer og vare ind i begyndelsen af ​​2019.

Mars Climate Sounder på MRO kan scanne atmosfæren for direkte at detektere støv- og ispartikler og kan indirekte registrere vanddampkoncentrationer fra effekter på temperatur. Himlen og medforfatterne til det nye papir rapporterer, at ekkoloddets data viser en lille stigning i vanddamp i mellematmosfæren under regionale støvstorme og afslører et skarpt spring i højden, der nås af vanddamp under den globale støvstorm i 2007. Ved at bruge nyligt raffinerede analysemetoder til 2007-dataene, forskerne fandt en stigning i vanddamp med mere end hundrede gange i mellematmosfæren under den globale storm.

Før MAVEN nåede Mars, mange videnskabsmænd forventede at se tab af brint fra toppen af ​​atmosfæren ske med en ret jævn hastighed, med variation knyttet til ændringer i solvindens strøm af ladede partikler fra Solen. Data fra MAVEN og Mars Express passer ikke til det mønster, i stedet viser et mønster, der ser ud til at være mere relateret til Mars årstider end til solaktivitet. Himlen og medforfattere præsenterer støvstormenes hejsning af vanddamp til højere højder som en sandsynlig nøgle til årstidens mønster i brintudslip fra toppen af ​​atmosfæren. MAVEN-observationer under de stærkere virkninger af en global støvstorm kunne øge forståelsen af ​​deres mulige forbindelse til udslip af gas fra atmosfæren.

"Hvordan ville klimaet have været, da atmosfæren var tykkere?" sagde Michael Chaffin, en forsker ved CU Boulder's Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) og en medforfatter af undersøgelsen.

"Måske ikke så tør, men måske mere blæsende. Vi kan ikke rigtig sige, om der ville have været flere støvstorme, eller hvad deres effekt på tab af gas fra atmosfæren ville have været under disse tidligere forhold. En god måde at forbedre vores forståelse af støvstorme på oldtidens Mars på ville være at få flere observationer under en global støvstorm på nutidens Mars."