Энергетические качели Марса: как рождаются мощнейшие пыльные бури

Марс регулярно сотрясают чудовищные по силе пыльные бури, поглощая Красную планету на долгие месяцы. Новые исследования показывают, что столь глобальные катаклизмы могут возникать из-за необычного энергетического дисбаланса. Это аномальное явление на марсианской поверхности было обнаружено учеными совсем недавно.

Кто управляет климатом?

Давно известно, что планеты и спутники производят постоянный энергообмен с Солнцем. Они получают световую энергию от звезды, а затем возвращают ее обратно в космос. Разумеется, не всю. Ученые называют разницу между получением и отдачей энергии радиационным балансом (РБ).




— профессор физики Лиминг Ли, один из авторов исследования (университет Хьюстона).

Если же говорить о Марсе, то ученые пока имеют ограниченные представления о РБ Красной планеты. В частности, до сих пор остается неясным, находится ли этот баланс в равновесии. Решить данный вопрос без точных цифр практически невозможно.

Кое-какая информация у исследователей, конечно, имеется. Например, марсоходы, такие как «Кьюриосити», зафиксировали различные погодные явления, включая мощные пылевые бури. Последние, кстати, могут представлять немалую угрозу для нынешних и будущих миссий на Красной планете.

Однако наблюдения, сделанные марсоходами, касаются лишь краткосрочных изменений в погоде, но, увы, не дают полного представления о долгосрочном климате всей планеты.


— Ларри Гуан, физик, руководитель исследования (университет Хьюстона).

Феномен Красной планеты

Чтобы провести это исследование, Гуан, Ли, а также их коллеги из США, Испании и Южной Кореи проанализировали данные об инфракрасном и видимом излучении, которое исходило от поверхности Марса на протяжении нескольких лет. Данные об этом предоставил зонд NASA Mars Global Surveyor: у него на борту был установлен спектрометр теплового излучения.

Наблюдения охватывали период пяти марсианских лет, которые примерно равны 10 земным годам, так как марсианский год длится около 687 земных дней.



На основании полученных измерений ученые смогли рассчитать, сколько энергии Марс поглощает и выделяет в разных широтах — от экваториальных зон до полюсов. Для сравнения они также вычислили аналогичный показатель для Земли, усредненный за десять земных лет.

Ученые заметили, что весной и летом в северном полушарии Марса области вблизи Северного полюса аккумулируют больше энергии, чем отдают, создавая своего рода энергетический резерв. Осенью и зимой картина меняется: теперь уже южные районы планеты запасаются энергией, причем этот процесс захватывает все южное полушарие. Этот феномен, вероятно, объясняется тем, что во время южной весны Марс подходит максимально близко к Солнцу, получая больше солнечного света и тепла.

На Марсе все наоборот

Отсюда ученые сделали сенсационный вывод: избыток энергии на Марсе может приводить к возникновению глобальных пылевых бурь. Когда южное полушарие планеты нагревается, тонкий атмосферный слой над ним тоже начинает прогреваться. Это создает условия, при которых пыль поднимается в атмосферу, вызывая сильные ветры и бури. Таким образом, неравномерное распределение энергии способствует появлению таких бурь.



Однако существует и обратный эффект: сами пылевые бури могут влиять на радиационный баланс Марса. Данные, полученные с аппарата Mars Global Surveyor, показывают, что во время крупной пылевой бури, произошедшей в южном полушарии, количество солнечной энергии, которую поглощает планета, уменьшается. Вероятно, это связано с тем, что огромное количество пыли в воздухе блокирует солнечные лучи и мешает планете нормально обогреваться.


— Гуан.