„Marso ašigaliai elgiasi visiškai priešingai.“ Paaiškėjo, kas nulemia visą planetą užgriūnančias Marso dulkių audras

Saulės sistemos planetos ir mėnuliai sugeria Saulės energiją, tačiau jie taip pat skleidžia energiją atgal į kosmosą. Skirtumas tarp šių dviejų dydžių vadinamas spinduliavimo energijos biudžetu (angl. radiative energy budget, REB).

„REB ir jo erdvinis pasiskirstymas [geografinėse platumose] tiesiogiai veikia šilumines planetų paviršiaus ir atmosferos savybes“, – teigia Hiustono universiteto fizikos profesorius ir vienas iš tyrimo autorių Limingas Li.

Tai reiškia, kad planetos REB lemia jos klimatą. Mokslininkai labai išsamiai ištyrė Žemės REB – ir nustatė, kad „atogrąžose yra energijos perteklius, o poliariniuose regionuose – energijos trūkumas“, aiškina L. Li.

Tačiau metinis Žemės REB yra iš esmės subalansuotas: per metus sugertos Saulės energijos kiekis maždaug atitinka per metus išspinduliuojamos šilumos kiekį (nors šiltnamio efektą sukeliančios dujos keičia šį rodiklį į mažą grynąją absorbciją). Tačiau mokslininkai mažai žino apie Marso REB – ypač jei jis subalansuotas. Nors teorija rodo, kad taip ir turėtų būti, be konkrečių skaičių tai sunku nustatyti.

Nežinodami Marso REB, mokslininkai taip pat negalėjo geriau suprasti planetos klimato. „Curiosity“ ir kiti NASA marsaeigiai užfiksavo daugybę Marso oro reiškinių. Įspūdingiausi iš jų – planetą užgriūvančios dulkių audros, kylančios Marso pietiniame pusrutulyje. Kai kurios iš jų yra pakankamai galingos, kad keltų pavojų dabartinėms ir būsimoms tyrimų misijoms. Tačiau šie stebėjimai neatskleidžia ilgalaikio visos planetos klimato. Pasak pagrindinio tyrimo autoriaus Hiustono doktoranto Larry Guano, įvertinus Marso REB, būtų išspręsta dalis šios mįslės.

Tam L. Guanas, L. Li ir JAV, Ispanijos bei Pietų Korėjos universitetų mokslininkai pasitelkė duomenis apie infraraudonąją ir regimąją spinduliuotę, kurią Marso paviršius skleidė ir atspindėjo per kelerius metus. Šie stebėjimai, kuriuos surinko NASA jau nebeveikiančiame zonde „Mars Global Surveyor“ esantis šiluminės emisijos spektrometras, truko penkerius marsietiškus metus (apie 10 Žemės metų, nes vieni marsietiški metai yra 687 Žemės dienos).

Remdamiesi šiais matavimais mokslininkai apskaičiavo, kiek energijos Marsas sugeria ir išspinduliuoja įvairiose jo platumose – nuo pusiaujo iki ašigalių. Palyginimui, tyrėjai taip pat apskaičiavo Žemės REB, išvestą per 10 Žemės metų skirtingose geografinių platumų juostose.

Tyrėjai nustatė, kad Marso šiauriniame pusrutulyje pavasarį ir vasarą aplink šiaurines platumas esanti sritis sugeria daugiau energijos, nei jos išspinduliuoja – todėl ties planetos šiaurės ašigaliu susidaro „energijos perteklius“.

Taip pat šiaurinio pusrutulio rudenį ir žiemą – pietinio pusrutulio pavasarį ir vasarą – vyksta atvirkštinis procesas: energijos perteklius susidaro pietiniuose regionuose, nors jis yra stipresnis ir dengia visą pusrutulį.

Tyrėjai padarė išvadą, kad toks ekstremalus scenarijus susiklosto todėl, kad pietų pavasarį Marsas yra arčiausiai Saulės, o tai maksimaliai padidina planetos gaunamos Saulės energijos kiekį.

Tyrimo duomenimis, energijos perteklius taip pat gali sukelti visos planetos dydžio dulkių audras. Šylant pietų pusrutuliui, šyla ir su juo besiliečiantis plonos Marso atmosferos sluoksnis. Taip susidaro sąlygos, galinčios pakelti dulkių daleles ir taip sukelti audras, teigia tyrėjai. Tačiau yra ir atvirkštinių reiškinių: tikėtina, kad dulkių audros daro įtaką planetos REB.

Į „Mars Global Surveyor“ duomenų rinkinį buvo įtraukti matavimai per dulkių audrą, kilusią pietiniame Hellas Planitia baseine ir vieną pietų pusrutulio pavasarį užklojusią visą planetą. Šių duomenų analizė atskleidė, kad audros paprastai sumažina ir Marso sugertą Saulės energiją, ir skleidžiamą šilumą – galbūt dėl daugybės atmosferoje plūduriuojančių dulkių dalelių. Nepaisant šio sezoninio disbalanso, metinis Marso REB yra maždaug subalansuotas.

Tačiau vertinant pagal platumas, jis labai skiriasi nuo Žemės.

„Žemėje trūkumas yra ašigaliuose, o Marse – tropikuose – ir atvirkščiai su pertekliumi“, – teigia L. Guanas. Tai reiškia, kad Žemės ašigaliai sugeria mažiau energijos nei jos išskiria, o Marso ašigaliai elgiasi visiškai priešingai.

Be to, pasak mokslininko, skirtingai nei Žemėje, Marso poliarinis REB skirtingais metų laikais gali skirtis 100 proc. Tai gali būti susiję su plona planetos atmosfera, mano L. Li, kuri neleidžia paskirstyti energijos tarp atogrąžų ir ašigalių.

Tyrimas paskelbtas gruodžio 19 d. žurnale „AGU Advances“, rašo „Live Science“.