Diese Woche findet vom 20. bis 24. März die 48. Lunar and Planetary Science Conference in The Woodlands, Texas, statt. Diese Konferenz bringt jedes Jahr internationale Spezialisten aus den Bereichen Geologie, Geochemie, Geophysik und Astronomie zusammen, um die neuesten Erkenntnisse der Planetenforschung vorzustellen. Einer der Höhepunkte der Konferenz war bisher eine Präsentation über die Wettermuster des Mars.
Als Forscherteam des Zentrums für Erd- und Weltraumforschung (CRESS) der York University demonstrierte Neugierde von einigen ziemlich interessanten Bildern der Wettermuster des Mars in den letzten Jahren erhalten. Dazu gehörten Änderungen der Wolkendecke sowie die erste bodengestützte Ansicht von Marswolken, die von Gravitationswellen geformt wurden.
Wenn es um Wolkenformationen geht, sind Gravitationswellen das Ergebnis der Schwerkraft, die versucht, sie wieder in ihr natürliches Gleichgewicht zu bringen. Und obwohl dies auf der Erde üblich ist, wurde eine solche Bildung um das Äquatorband des Mars, wo die Gravitationswellen gesehen wurden, nicht für möglich gehalten. All dies wurde dank der vorteilhaften Position von Curiosity im Gale Crater ermöglicht.
Curiosity befindet sich in der Nähe des Marsäquators und hat es geschafft, den sogenannten Aphelion Cloud Belt (ACB) konsistent aufzuzeichnen. Wie der Name vermuten lässt, tritt dieses jährlich wiederkehrende Phänomen während der Aphelzeit auf dem Mars (wenn es am weitesten von der Sonne entfernt ist) zwischen den Breiten von 10 ° S und 30 ° N auf. Während des Aphels, dem von der Sonne am weitesten entfernten Punkt, wird der Planet von zwei Wolkensystemen dominiert.
Dazu gehören das oben erwähnte ACB und die als Polar Hood Clouds (PHCs) bekannten polaren Phänomene. Während PHCs durch Kohlendioxidwolken gekennzeichnet sind, bestehen Wolken, die sich um das Äquatorband des Mars bilden, aus Wassereis. Diese Wolkensysteme lösen sich auf, wenn sich der Mars der Sonne (Perihel) nähert, wo Temperaturerhöhungen zur Entstehung von Staubstürmen führen, die die Wolkenbildung begrenzen.
Während der fast fünf Jahre, die Neugierde war betriebsbereit, der Rover hat über 500 Filme des äquatorialen Mars-Himmels aufgenommen. Diese Filme haben sowohl die Form von Zenith-Filmen (ZMs) - bei denen die Kamera vertikal ausgerichtet ist - als auch von Supra-Horizon-Filmen (SHM), die auf einen niedrigeren Höhenwinkel ausgerichtet waren, um den Horizont im Bild zu halten.
Mit der Navigationskamera von Curiosity haben Jacob Kloos und Dr. John Moores - zwei Forscher von CRESS - im Verlauf von zwei Marsjahren acht Aufnahmen des ACB gemacht - speziell zwischen den Marsjahren 31 und den Marsjahren 33 (ca. 2012 bis 2016). Durch den Vergleich von ZM- und SHM-Filmen konnten sie Veränderungen in den Wolken erkennen, die sowohl täglich (täglich) als auch jährlich waren.
Sie stellten fest, dass der ACB des Mars zwischen 2015 und 2016 während seines Tageszyklus Änderungen der Opazität (auch bekannt als Dichteänderungen) aufwies. Nach Perioden verstärkter Aktivität am frühen Morgen würden die Wolken am späten Morgen ein Minimum erreichen. Darauf folgt am späten Nachmittag ein zweiter, niedrigerer Gipfel, der darauf hinweist, dass die frühen Morgenstunden des Mars die günstigste Zeit für die Bildung dickerer Wolken sind.
In Bezug auf die Variabilität zwischen den Jahren stellten sie fest, dass zwischen 2012 und 2016, als sich der Mars vom Aphel entfernte, die Anzahl der Wolken mit höherer Opazität entsprechend um 38% zunahm. Sie waren jedoch der Ansicht, dass diese Ergebnisse das Ergebnis einer statistischen Verzerrung sind, die durch eine ungleichmäßige Verteilung der Videos verursacht wurde, und kamen zu dem Schluss, dass der Unterschied in der Opazität eher bei etwa 5% lag.
Diese Schwankungen stimmen mit Schwankungen der Gezeitentemperatur überein, bei denen kühlere Tages- oder saisonale Temperaturen zu einer stärkeren Kondensation in der Luft führen. Der Trend, die Wolken im Laufe des Tages zu erhöhen, war jedoch unerwartet, da höhere Temperaturen zu einer Abnahme der Sättigung führen sollten. Wie sie jedoch während ihrer Präsentation erklärten, könnte dies auch auf tägliche Veränderungen zurückgeführt werden:
„Eine Erklärung für die Nachmittagsverbesserung von Tamppari et. al. ist, dass mit zunehmenden atmosphärischen Temperaturen im Laufe des Tages eine verstärkte Konvektion Wasserdampf auf die Sättigungshöhe hebt, wodurch die Wahrscheinlichkeit der Wolkenbildung erhöht wird. Neben Wasserdampf könnte auch Staub angehoben werden, der als Kondensationskerne fungiert und eine effizientere Wolkenbildung ermöglicht. “
Am interessantesten war jedoch die Tatsache, dass das Team an einem Beobachtungstag - Sol 1302 oder am 5. April 2016 - etwas Überraschendes beobachten konnte. Beim Blick auf den Horizont während eines SHM erblickte die NavCam parallele Wolkenreihen, die alle in die gleiche Richtung zeigten. Obwohl bekannt ist, dass solche Wellen in den Polarregionen (in Bezug auf PHCs) auftreten, war es unerwartet, sie über dem Äquator zu erkennen.
Aber wie Moore in einem Interview mit erklärte Wissenschaftsmagazin,Ein erdähnliches Phänomen auf dem Mars zu sehen, stimmt mit dem überein, was wir bisher vom Mars gesehen haben. "Die Marsumgebung ist die Exotik, die in das Vertraute gehüllt ist", sagte er. "Die Sonnenuntergänge sind blau, die Staubteufel riesig, der Schneefall eher wie Diamantstaub und die Wolken sind dünner als das, was wir auf der Erde sehen."
Derzeit ist nicht klar, welcher Mechanismus überhaupt für die Erzeugung dieser Wellen verantwortlich sein könnte. Auf der Erde werden sie durch Störungen in der Troposphäre, Sonneneinstrahlung oder Jetstream verursacht. Wenn Sie wissen, was für sie auf dem Mars verantwortlich sein könnte, werden Sie wahrscheinlich einige interessante Dinge über die Dynamik seiner Atmosphäre erfahren. Gleichzeitig sind weitere Untersuchungen erforderlich, bevor Wissenschaftler definitiv sagen können, dass hier Gravitationswellen beobachtet wurden.
In der Zwischenzeit sind diese Ergebnisse faszinierend und werden sicherlich dazu beitragen, unser Wissen über die Atmosphäre des Roten Planeten und den Wasserkreislauf auf dem Mars zu erweitern. Wie laufende Forschungen gezeigt haben, fließt auf dem Mars immer noch flüssiges Salzwasser auf seiner Oberfläche und es gibt sogar nur begrenzte Niederschläge. Wenn wir mehr über die heutige Meteorologie des Mars erfahren, können wir auch Dinge über die wässrige Vergangenheit des Planeten erfahren.
Um die Aufzeichnungen der Marswolken zu sehen, klicken Sie hier, hier und hier.
