บนโลกเมฆก่อตัวขึ้นเมื่อละอองน้ำหยดลงสู่อากาศเพียงพอ และหยดน้ำเหล่านั้นต้องการจุดเล็ก ๆ ของฝุ่นหรือเกลือทะเลที่เรียกว่านิวเคลียสของการควบแน่น ในชั้นบรรยากาศของโลกฝุ่นละอองเล็ก ๆ เหล่านี้จะถูกลอยขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศซึ่งก่อให้เกิดการก่อตัวของเมฆ แต่บนดาวอังคาร
ดาวอังคารมีอย่างอื่นเกิดขึ้น
นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ได้สังเกตเมฆในชั้นกลางของดาวอังคารเป็นเวลานาน บรรยากาศกลางเริ่มประมาณ 30 กม. (18 ไมล์) เหนือพื้นผิว แต่นักวิทยาศาสตร์ไม่เคยสังเกตเห็นฝุ่นละอองที่จำเป็นในการเพาะเมล็ดเมฆเหล่านั้นในส่วนนั้นของบรรยากาศ
การศึกษาใหม่บอกว่าอุกกาบาตมีบทบาทในการกระตุ้นการก่อตัวของเมฆ
“ เมฆไม่ใช่รูปแบบของตัวเองเท่านั้น” วิคตอเรียฮาร์ทวิคนักศึกษาระดับปริญญาที่ห้องปฏิบัติการสำหรับฟิสิกส์บรรยากาศและอวกาศที่ CU Boulder กล่าวและนำผู้เขียนบทความกล่าว “ พวกเขาต้องการบางสิ่งที่พวกเขาสามารถควบแน่น”
ทุกวันฝุ่นประมาณสามตันจะเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร ฝุ่นละอองระเหยออกจากอุกกาบาตที่ระดับความสูงประมาณ 80-90 กม. (50-56 ไมล์) บางส่วนของมันจะจับตัวกันเป็นอนุภาคขนาดใหญ่พอที่จะทำหน้าที่เป็นนิวเคลียสควบแน่น จากการศึกษาพบว่าก้อนน้ำแข็งน้ำแข็งก่อตัวขึ้นบนนิวเคลียสเหล่านั้นสร้างเมฆที่สังเกตเห็นในชั้นกลางของดาวอังคาร
กุญแจสำคัญในการศึกษานี้มาจากยานอวกาศ MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) ของนาซ่า MAVEN ตรวจพบฝุ่นดาวตกในชั้นบรรยากาศที่สูงในชั้นบรรยากาศดาวอังคาร จากบทความนี้“ แสดงให้เห็นว่ามีการกระจายของอนุภาคควันอุกกาบาตอย่างต่อเนื่องซึ่งตกลงสู่ระดับความสูงที่ต่ำกว่า”
Hartwick และทีมของเธอหันไปใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ในชั้นบรรยากาศของดาวอังคารเพื่อดูว่าฝุ่นละอองดาวตกระดับสูงนี้มีบทบาทอย่างไรในการก่อตัวของเมฆ การจำลองถูกออกแบบมาเพื่อเลียนแบบการไหลและความปั่นป่วนในชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร
เมื่อพวกเขารวมฝุ่นของดาวเคราะห์ 3 ตันการจำลองแสดงให้เห็นว่าเมฆปรากฏตัวตรงที่นักวิทยาศาสตร์สังเกตพวกมัน ตัวแบบไม่เคยแสดงแบบนั้นมาก่อน
“ แบบจำลองของเราไม่สามารถก่อตัวเป็นเมฆที่ระดับความสูงเหล่านี้มาก่อน” Hartwick กล่าวในการแถลงข่าว “ แต่ตอนนี้พวกเขาทั้งหมดอยู่ที่นั่นและพวกเขาดูเหมือนจะอยู่ในสถานที่ที่เหมาะสม”
แน่นอนว่าบนดาวอังคารเมฆนั้นแตกต่างกันมาก ในขณะที่เมฆบนโลกเช่นคิวมูโลนิมบัสหรือที่เรียกว่าเมฆฝนฟ้าคะนองหรือเมฆทั่งทำให้การเชื่อมต่อกับสภาพอากาศและสภาพอากาศชัดเจนเมฆบนดาวอังคารนั้นแตกต่างกัน พวกมันก่อตัวเป็นผลึกน้ำแข็งบาง ๆ ที่กระซิบ แต่นั่นไม่ได้หมายความว่าพวกเขาไม่ได้มีบทบาทในสภาพอากาศของดาวอังคาร
การศึกษาแสดงให้เห็นว่าเมฆกลางบรรยากาศดาวอังคารที่กระซิบเหล่านี้สามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อสภาพอากาศ เมฆบนดาวอังคารสามารถทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นหรือสูงขึ้นได้ถึง 10 องศาเซลเซียส (18 องศาฟาเรนไฮต์)
มีผลการศึกษาเพิ่มเติมในเรื่องนี้มากกว่าการก่อตัวของเมฆอย่างง่าย การจำลองยังแสดงให้เห็นว่าฝุ่นอุกกาบาตเป็นสาเหตุให้เมฆฮูดขั้วโลกพุ่งขึ้นไปถึงชั้นบรรยากาศ นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าเซลล์ Hadley ตามฤดูกาลลดลง
นั่นสำคัญเพราะบทบาทของ Hadley cell ที่เล่นบนดาวอังคาร เซลล์ Hadley เป็นรูปแบบละติจูดต่ำของการไหลเวียนของบรรยากาศที่อากาศอุ่นที่เส้นศูนย์สูตรทำให้มันเพิ่มขึ้น อากาศอบอุ่นถูกผลักไปทางเสาและเมื่อมันเดินทางมันจะเย็นลงและลงมาอีกครั้ง ดังนั้นหากเมฆฝนดาวตกที่ได้รับแรงบันดาลใจทำให้เซลล์ Hadley อ่อนตัวแสดงว่าฝุ่นสามตันมีผลกระทบต่อสภาพอากาศในวงกว้าง
ไบรอันตูนหนึ่งในสามของผู้เขียนการศึกษาก็มาจากภาควิชาบรรยากาศและมหาสมุทรศาสตร์ (ATOC) ที่มหาวิทยาลัยโคโลราโด เขาคิดว่าการศึกษานี้เปิดหน้าต่างสู่สภาพอากาศที่ผ่านมาของดาวอังคารและวิธีที่ดาวเคราะห์มีน้ำของเหลวบนพื้นผิวของมัน
“ แบบจำลองสภาพภูมิอากาศเพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ พบว่าสภาพอากาศโบราณของดาวอังคารเมื่อแม่น้ำไหลผ่านพื้นผิวและชีวิตอาจเกิดขึ้นได้รับความอบอุ่นจากเมฆระดับสูง” โทวกล่าว “ มีโอกาสที่การค้นพบนี้จะกลายเป็นส่วนสำคัญของความคิดที่ทำให้ดาวอังคารอุ่นขึ้น”
เรามักจะคิดว่าสภาพอากาศของดาวเคราะห์เป็นระบบภายในส่วนใหญ่นอกเหนือจากแสงอาทิตย์ แต่การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าเหตุการณ์ในสภาพแวดล้อมของดาวเคราะห์ - ระบบสุริยะเอง - สามารถมีผลกระทบอย่างมากต่อสภาพอากาศ
“ เราเคยคิดถึงโลกดาวอังคารและวัตถุอื่น ๆ เป็นดาวเคราะห์ที่มีอยู่ในตัวเองเหล่านี้ซึ่งกำหนดสภาพอากาศของพวกเขาเอง” ฮาร์ตวิคกล่าว “ แต่ภูมิอากาศไม่เป็นอิสระจากระบบสุริยะโดยรอบ”
กระดาษถูกเรียกว่า "การก่อตัวของเมฆน้ำแข็งบนระดับน้ำทะเลบนดาวอังคารซึ่งถูกควบคุมโดยอนุภาคฝุ่นของดาวเคราะห์" ผู้เขียนคือวิคตอเรียฮาร์ทวิค, ไบรอันตูนและนิโคลัสสวรรค์ที่มหาวิทยาลัยแฮมป์ตันในเวอร์จิเนีย บทความถูกตีพิมพ์ใน Nature Geoscience
แหล่งที่มา:
- ข่าวประชาสัมพันธ์: สะเก็ดดาวช่วยสร้างเมฆบนดาวอังคาร
- รายงานการวิจัย: การก่อตัวของเมฆน้ำแข็งบนระดับน้ำทะเลบนดาวอังคารซึ่งควบคุมโดยอนุภาคฝุ่นระหว่างดาวเคราะห์
- มหาวิทยาลัยรัฐแอริโซนา: ลมดาวอังคาร
- นิตยสาร Space: Cirrus Clouds ช่วยให้ Mars Mars อุ่นและเปียกหรือไม่?
