تتشكل الغيوم على الأرض عندما تتكثف قطرات كافية من الماء خارج الهواء. وتتطلب هذه القطرات بقعة صغيرة من الغبار أو ملح البحر ، تسمى نويات التكثيف ، لتشكيلها. في الغلاف الجوي للأرض ، هذه البقع الصغيرة من الغبار تعلو في الغلاف الجوي حيث تؤدي إلى تكوين سحابة. لكن على كوكب المريخ؟
المريخ لديه شيء آخر يحدث.
لاحظ علماء الكواكب الغيوم في الغلاف الجوي الأوسط للمريخ لفترة طويلة. يبدأ الغلاف الجوي الأوسط بحوالي 30 كيلومترًا (18 ميلًا) فوق السطح. لكن العلماء لم يلاحظوا قط جزيئات الغبار اللازمة لبذر تلك الغيوم في هذا الجزء من الغلاف الجوي.
تقول دراسة جديدة أن النيازك تلعب دورًا في تحفيز تكون الغيوم.
قالت فيكتوريا هارتويك ، طالبة الدراسات العليا في مختبر الفيزياء الجوية والفضائية بجامعة CU Boulder والمؤلفة الرئيسية للصحيفة: "لا تتكون الغيوم من تلقاء نفسها". "إنهم بحاجة إلى شيء يمكنهم التكثف عليه".
كل يوم ، يدخل حوالي ثلاثة أطنان من الغبار إلى الغلاف الجوي للمريخ. يخرج الغبار من النيازك على ارتفاع حوالي 80-90 كيلومتر (50-56 ميلاً). وبعضه يعاد تخثره إلى جزيئات كبيرة بما يكفي لتكون بمثابة نويات التكثيف. وفقًا للدراسة ، تتكون غيوم جليدية مائية على تلك النوى ، مما يخلق الغيوم المرصودة في الغلاف الجوي المتوسط للمريخ.
يأتي مفتاح هذه الدراسة من المركبة الفضائية MAVEN (الغلاف الجوي للمريخ والتطور المتطاير) التابعة لناسا. اكتشف MAVEN غبار النيزك في طبقات منتشرة عالية في الغلاف الجوي للمريخ. ووفقًا للصحيفة ، فإن هذا "يشير إلى إمدادات مستمرة من جزيئات الدخان النيزكية التي تستقر على ارتفاعات منخفضة".
لجأت هارتويك وفريقها إلى محاكاة الكمبيوتر لجو كوكب المريخ لمعرفة الدور الذي لعبه غبار النيزك على ارتفاعات عالية في تكوين السحابة. تم تصميم المحاكاة لمحاكاة التدفق والاضطراب في الغلاف الجوي للمريخ.
بمجرد تضمين هذه الأطنان من الغبار بين الكواكب ، أظهرت عمليات المحاكاة ظهور الغيوم حيث يلاحظها العلماء. لم يظهر النموذج ذلك من قبل.
قال هارتويك في بيان صحفي: "لم يكن نموذجنا يشكل غيومًا على هذه الارتفاعات من قبل. "لكن الآن ، كلهم موجودون ، ويبدو أنهم في جميع الأماكن الصحيحة."
بالطبع على المريخ ، تختلف الغيوم كثيرًا. في حين أن السحب الأرضية مثل السحب الركامية ، والمعروفة أيضًا باسم الرعد أو الغيوم السندانية ، تجعل ارتباطها بالمناخ والطقس واضحًا ، تختلف السحب المريخية. وهي تشكل مجموعات رقيقة وهادئة من بلورات الثلج. لكن هذا لا يعني أنهم لا يلعبون دورًا في مناخ المريخ.
وأظهرت الدراسة أن هذه الغيوم المريخية ذات الغلاف الجوي المتوسط لها تأثير كبير على المناخ. يمكن أن تتسبب غيوم المريخ في ارتفاع درجات الحرارة على ارتفاع عالٍ أو هبوط بمقدار 10 درجات مئوية (18 درجة فهرنهايت).
هناك نتائج بعيدة المدى في هذه الدراسة أكثر من مجرد تكوين سحابة بسيطة. وأظهرت المحاكاة أيضًا أن الغبار النيزكي يتسبب في وصول سحب السحب القطبية إلى أعلى في الغلاف الجوي. كما يُظهر أن خلية هادلي الموسمية قد ضعفت.
هذا مهم بسبب الدور الذي تلعبه خلية هادلي على سطح المريخ. تعتبر خلية هادلي نمطًا منخفضًا للدوران الجوي حيث يتم تدفئة الهواء عند خط الاستواء ، مما يجبره على الارتفاع. يتم دفع الهواء الدافئ نحو القطبين ، وعند انتقاله يبرد وينزل مرة أخرى. لذا إذا كانت هذه السحب المستوحاة من غبار النيازك تضعف خلية هادلي ، فإن ثلاثة أطنان من الغبار لها تأثير كبير على المناخ.
بريان تون ، أحد مؤلفي الدراسة الثلاثة ، هو أيضًا من قسم علوم الغلاف الجوي وعلوم المحيطات (ATOC) في جامعة كولورادو. يعتقد أن هذه الدراسة تفتح نافذة على مناخ كوكب المريخ الماضي ، وكيف كان للكوكب مياه سائلة على سطحه.
وقال تون: "يجد المزيد والمزيد من النماذج المناخية أن مناخ المريخ القديم ، عندما كانت الأنهار تتدفق عبر سطحه وربما نشأت الحياة ، قد تحسنت بواسطة السحب العالية الارتفاع". "من المحتمل أن يصبح هذا الاكتشاف جزءًا رئيسيًا من هذه الفكرة لتسخين المريخ".
نميل إلى التفكير في طقس الكوكب كنظام داخلي إلى حد كبير ، بخلاف ضوء الشمس بالطبع. لكن هذه الدراسة تظهر أن الأحداث في بيئة الكوكب - النظام الشمسي نفسه - يمكن أن يكون لها تأثيرات كبيرة على الطقس.
قال هارتويك: "لقد اعتدنا على التفكير في الأرض والمريخ والأجسام الأخرى على أنها كواكب قائمة بذاتها حقًا تحدد مناخاتها". "لكن المناخ ليس مستقلاً عن النظام الشمسي المحيط".
تسمى الورقة "تكوين سحابة جليد الماء على ارتفاع عالٍ على سطح المريخ تتحكم فيه جزيئات الغبار بين الكواكب". المؤلفون هم فيكتوريا هارتويك ، وبريان تون ، ونيكولاس هيفينز في جامعة هامبتون في فيرجينيا. نُشرت الورقة في مجلة Nature Geoscience.
مصادر:
- بيان صحفي: النيازك تساعد في تكوين السحب المريخية
- ورقة بحثية: تشكل سحابة جليدية مائية عالية الارتفاع على سطح المريخ تتحكم فيها جزيئات الغبار بين الكواكب
- جامعة ولاية أريزونا: رياح المريخ
- مجلة الفضاء: هل ساعدت غيوم السيروس في الحفاظ على دفء المريخ في وقت مبكر ورطبه؟
