På jorden dannes skyer når nok vanndråper kondenserer ut av luften. Og de dråpene krever en liten flekk med støv eller havsalt, kalt kondensasjonskjerner. I jordens atmosfære løftes de ørsmå støvflekkene høyt opp i atmosfæren der de utløser skyformasjon. Men på Mars?
Mars har noe annet på gang.
Planetariske forskere har observert skyer i Mars 'midtatmosfære i lang tid. Den midterste atmosfæren begynner omtrent 30 km over overflaten. Men forskere har aldri observert støvpartiklene som er nødvendige for å frø disse skyene i den delen av atmosfæren.
En ny studie sier at meteoritter spiller en rolle i å utløse dannelsen av skyene.
"Skyer dannes ikke bare på egen hånd," sa Victoria Hartwick, gradstudent ved Laboratory for Atmospheric and Space Physics ved CU Boulder, og hovedforfatter av papiret. "De trenger noe de kan kondensere på."
Hver dag kommer omtrent tre tonn støv inn i den Martiske atmosfæren. Støvet slipper ut fra meteorer i en høyde av omtrent 80-90 km (50-56 miles.) Noe av det koagulerer til partikler som er store nok til å fungere som kondensasjonskjerner. I følge studien danner det seg isskyer på disse kjernene, og skaper skyene som er observert i Mars 'midtstemning.
En nøkkel til denne studien kommer fra NASAs MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) romfartøy. MAVEN oppdaget meteorstøvet i gjennomgripende lag høyt i den Martiske atmosfæren. I følge papiret antyder dette en kontinuerlig tilførsel av meteoriske røykpartikler som legger seg til lavere høyder.
Hartwick og hennes team henvendte seg til datasimuleringer av Mars 'atmosfære for å se hvilken rolle dette høye høyde meteorstøvet spilte i skyformasjon. Simuleringen ble designet for å etterligne strømmen og turbulensen i Mars 'atmosfære.
Når de tok med dette 3 tonn interplanetært støv, viste simuleringene skyer som dukker opp rett der forskerne observerer dem. Modellen hadde det aldri vist før.
"Vår modell kunne ikke danne skyer i disse høydene før," sa Hartwick i en pressemelding. "Men nå er de alle der, og de ser ut til å være på de riktige stedene."
Selvfølgelig på Mars er skyene mye forskjellige. Mens jordiske skyer som cumulonimbus, også kjent som tordenhoder eller amboltskyer, gjør forbindelsen deres til klima og vær åpenbar, er marsskyer forskjellige. De danner som tynne, piskete samlinger av iskrystaller. Men det betyr ikke at de ikke spiller noen rolle i det marsiske klimaet.
Studien viste at disse plystige martiske midtatmosfære skyene kan ha stor innvirkning på klima. Marsskyer kan føre til at høydetemperaturer svinger opp eller ned med så mye som 10 grader celsius (18 grader Fahrenheit).
Det er mer omfattende resultater i denne studien enn bare enkel skyformasjon. Simuleringen viste også at meteorisk støv får polar hette skyer til å nå høyere ut i atmosfæren. Den viser også at den sesongbaserte Hadley-cellen er svekket.
Det er viktig på grunn av rollen som Hadley-cellen spiller på Mars. Hadley-cellen er et lite breddegradsmønster med atmosfærisk sirkulasjon der luft varmes ved ekvator, og tvinger den til å stige. Den varme luften drives frem mot stolpene, og mens den beveger seg, avkjøles den og synker ned igjen. Så hvis disse meteorstøvinspirerte skyene svekker Hadley-cellen, har tre tonn støv en stor effekt på klimaet.
Brian Toon, en av de tre forfatterne av studien, er også fra Institutt for atmosfæriske og havvitenskap (ATOC) ved University of Colorado. Han tror at denne studien åpner et vindu inn i Mars 'tidligere klima, og hvordan planeten hadde flytende vann på overflaten.
"Flere og flere klimamodeller opplever at det eldgamle klimaet til Mars, da elver strømmet over overflaten og livet kunne ha sin opprinnelse, ble varmet av skyer i høy høyde," sa Toon. "Det er sannsynlig at denne oppdagelsen vil bli en viktig del av den ideen for å varme Mars."
Vi har en tendens til å tenke på en klodes vær som et stort sett internt system, annet enn selvfølgelig sollys. Men denne studien viser at hendelser i en planetens miljø - selve solsystemet - kan ha store effekter på været.
"Vi er vant til å tenke på Jorden, Mars og andre kropper som disse virkelig selvstendige planetene som bestemmer sitt eget klima," sa Hartwick. "Men klimaet er ikke uavhengig av det omkringliggende solsystemet."
Papiret kalles "Høye høyde is sky sky dannelse på Mars kontrollert av interplanetære støvpartikler." Forfatterne er Victoria Hartwick, Brian Toon og Nicholas Heavens ved Hampton University i Virginia. Oppgaven ble publisert i Nature Geoscience.
Kilder:
- Pressemelding: Meteorer hjelper marsskyer å danne seg
- Forskningsdokument: Ishimmelformasjon på høy høyde på Mars kontrollert av interplanetære støvpartikler
- Arizona State University: Martian Wind
- Space Magazine: Hjalp Cirrus Clouds med å holde tidlige Mars varme og våte?
