UH-forskare hittade en koppling mellan Mars dammstormar och dess säsongsbetonade energiobalans. Ytterligare studier kan ge insikt i hur forntida klimatförändringar påverkade den röda planeten, kanske till och med hur jordens framtid kan formas av klimatförändringar. Till vänster, Mars i klara förhållanden; till höger, Mars omsluten av en säsongsbetonad dammstorm. Kredit:NASA / JPL / MSSS
En säsongsbunden obalans i mängden solenergi som absorberas och frigörs av planeten Mars är en trolig orsak till de dammstormar som länge har fascinerat observatörer, rapporterar ett team av forskare.
Mars extrema obalans i energibudget (en term som syftar på mätningen av solenergi som en planet tar in från solen och sedan släpper ut som värme) dokumenterades av University of Houstons forskare Liming Li, docent i fysik; Xun Jiang, professor i atmosfärsvetenskap; och Ellen Creecy, doktorand och huvudförfattare till en artikel som kommer att publiceras denna vecka i Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS ).
"En av våra mest intressanta upptäckter är att energiöverskottet – mer energi som absorberas än som släpps ut – kan vara en av de genererande mekanismerna för Mars dammstormar. Att förstå hur detta fungerar på Mars kan ge ledtrådar om vilka roller jordens energibudget tar i utvecklingen av svåra stormar, inklusive orkaner, på vår egen planet," sa Creecy.
En tunn atmosfär och mycket elliptisk bana gör Mars särskilt mottaglig för stora temperaturskillnader. Den absorberar extrema mängder solvärme när den svänger närmast solen under dess perihelionssäsonger (vår och sommar för Mars södra halvklot), vilket är samma extrema del av omloppsbanan när dess dammstormar dyker upp. Eftersom dess bana tar Mars längre bort från solen, absorberas mindre solenergi av planeten. Samma fenomen inträffar på jorden också, men forskarna fann att det var särskilt extremt på Mars.
På jorden kan energiobalanser mätas efter årstid och år, och de spelar en avgörande roll i vår globala uppvärmning och klimatförändringar. I ett separat projekt undersöker Creecy och hennes kollegor om energiobalansen på Mars också finns på längre tidsskalor, och om det gör vad konsekvenserna skulle få för planetens klimatförändringar.
"Mars är inte en planet som har någon form av verklig energilagringsmekanism, som vi har på jorden. Våra stora hav, till exempel, hjälper till att balansera klimatsystemet", sa Creecy.
Ändå bär Mars tecken på att hav, sjöar och floder en gång var rikliga. Så vad hände? Fakta är oklart om varför eller när planeten torkade in i en het, dammig jordglob med ett överflöd av järnoxid – faktiskt rost, vars gulbruna färg inspirerade observatörer från århundraden sedan att kalla den den röda planeten.
"Mars hade hav och sjöar i det förflutna, men det upplevde senare global uppvärmning och klimatförändringar. På något sätt förlorade Mars sina hav och sjöar. Vi vet att klimatförändringar sker på jorden nu. Så vad har lärdomarna av Mars erfarenhet att dra ut på för jordens framtid?" frågade Li.
Creecy och hennes kollegor nådde sina slutsatser genom att jämföra fyra års data (detta är marsår, ungefär lika med åtta jordår) av Mars omloppsbanor och temperaturer med förhållanden som dokumenterats av NASA-uppdrag.
För planetentusiaster noterar de att mycket av data kan nås gratis från NASA:s webbplats för Planetary Data Systems, även om viss information endast är tillgänglig för forskare. De samarbetade också med NASA-forskare, inklusive flera som har varit nyckelmedlemmar i tidigare uppdrag, inklusive Mars Global Surveyor och två rovers, Curiosity och Insight, som fortfarande är verksamma på plats.
"Om vi öppnar ögonen för ett brett fält är jorden bara en planet. Med bara en punkt kan vi aldrig se en komplett bild. Vi måste titta på alla punkter, alla planeter, för att få en komplett bild av utvecklingen av vår egen jord. Det finns många saker vi kan lära av de andra planeterna," sa Li. "Genom att studera Mars historia vinner vi mycket. Vad är klimatförändringar? Vilken är den framtida fasen för vår planet? Vilken är jordens utveckling? Så många saker vi kan lära av andra planeter."
Li och Jiang gick med i Creecy som medförfattare till artikeln var Michael Smith från NASA Goddard Space Flight Center i Greenbelt, MD; David Kass och Armin Kleinböhl, båda från Jet Propulsion Laboratory vid California Institute of Technology; och Germán Martínez från Lunar and Planetary Institute i Houston. + Utforska vidare
